DE19611595A1 - Suchkopf für Flugkörper oder Geschosse - Google Patents
Suchkopf für Flugkörper oder GeschosseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Suchkopf für zielverfolgende
Flugkörper oder Geschosse, bei welchem
- - ein abbildendes optisches System mit einer optischen Achse auf einem Rotor angeordnet ist, der allseitig schwenkbar im Flugkörper oder Geschoß gelagert ist und um eine Figurenachse mit einer Umlaufgeschwindigkeit umläuft, wobei der Rotor als Kreisel im inertialen Raum stabilisiert und von Bewegungen des Flugkörpers entkoppelt ist,
- - das abbildende optische System eine Objektszene auf Detektormitteln abbildet,
- - der Rotor als Kreisel Regelkreise mit Lageabgriffs- Mitteln und drehmomenterzeugenden Mitteln, die auch von Signalen der Detektormittel beaufschlagt sind, zu kontrollierten Präzessions- und Nutations-Bewegungen anregbar ist, derart, daß die optische Achse des optischen Systems
- - in einem Such- oder Auffaß-Modus eine periodische, spiralige Bewegung über ein ausgedehntes Gesichtsfeld ausführt,
- - auf ein dabei in der Objektszene erkanntes Ziel hin präzediert wird und
- - in einem Zielverfolgungs-Modus nach Auffassen des Ziels eine kreisende Bewegung in einem begrenzten, das Ziel enthaltenden Gesichtsfeld-Bereich ausführt.
Zunächst erfolgt mit einer Spiralabtastung die Beobachtung
eines relativ großen Gesichtsfeldes. Das hat den Zweck, ein
Ziel, z. B. ein anzugreifendes Flugzeug, zunächst einmal zu
suchen und aufzufassen. Das ist der "Such- und Auffaß-
Modus". Wenn in dem großen Gesichtsfeld ein Ziel entdeckt
wurde, wird der Suchkopf auf dieses Ziel ausgerichtet. Das
Gesichtsfeld wird verengt, damit die Zielverfolgung nicht
durch andere, störende Ziele beeinflußt werden kann. Es
gilt dann, den Rotor mit dem optischen System und dem
verengten Gesichtsfeld ständig auf das so erfaßte Ziel
ausgerichtet zu halten. Das ist der "Zielverfolgungs-
Modus".
Ein solcher Suchkopf ist bekannt durch die US-PS 4,277,039.
Bei diesem bekannten Suchkopf ist ein Rotor kardanisch
mittels eines Innenkardan-Systems gelagert. Auf dem Rotor
sitzt ein abbildendes optisches System mit einer optischen
Achse, die mit der Figurenachse des Rotors zusammenfällt.
Durch das abbildende optische System wird eine Objektszene
mit einem Ziel auf eine Bildebene abgebildet, in welcher
ein einziger Detektor für die beobachtete Strahlung
angeordnet ist. Bei einer Verschwenkung des Rotors mit dem
abbildenden optischen System wird der von dem Detektor
erfaßte Bereich der Objektszene verändert.
Der Rotor wird um seine Figurenachse angetrieben. Zu diesem
Zweck ist der Rotor auf einem Innen-Kardanrahmen über
Wälzlager drehbar gelagert. Der Rotor läuft um und stellt
einen Kreisel dar, der um den Mittelpunkt des Innenkardan-
Systems allseitig schwenkbar ist. Dadurch ist der Rotor mit
dem optischen System im inertialen Raum stabilisiert und
von den Bewegungen des Flugkörpers oder Geschosses
entkoppelt. Ein drehmomenterzeugende Mittel erzeugen
Momente auf den Rotor um eine Nick-Achse und um eine Gier-
Achse. Die Lage des Rotors relativ zu dem Flugkörper oder
Geschoß wird durch Nick- und Gier-Abgriffe abgegriffen. Auf
die drehmomenterzeugenden Mittel werden einmal Signale
aufgeschaltet, die eine kontrollierte Nutations-Bewegung
des Rotors hervorrufen. Zu diesem Zweck sind Regelkreise
vorgesehen, in welchen bestimmte, kommandierte Nutations-
Bewegungen mit den von den Abgriffen gemessenen,
tatsächlichen Nutations-Bewegungen des Rotors verglichen
und die drehmomenterzeugenden Mittel entsprechend
angesteuert werden. Durch diese kontrollierte Nutations-
Bewegung des Rotors erfolgt eine Abtastung der Objektszene.
Die US-PS 4,277,039 erwähnt auch eine Spiralabtastung der
Objektszene. Weiterhin sind die drehmomenterzeugenden
Mittel von dem geeignet verarbeiteten Signal des Detektors
beaufschlagt derart, daß auf den Rotor ein
Präzessionsmoment wirkt, welches den Rotor mit der
optischen Achse auf das Ziel hin präzediert. Wenn somit
durch die Nutation eine Spiralabtastung erfolgt und dabei
in einem Such- oder Auffaß-Modus ein Ziel erfaßt wird, dann
präzediert der Rotor in eine Lage, bei welcher das Ziel in
der Mitte der durch die über lagerte Nutations-Bewegung
erzeugten Abtastspirale liegt.
Die US-PS 4,277,039 sieht auch vor, daß die Nutations-
Bewegung je nach dem Modus (Such- oder Zielverfolgungs-
Modus) umschaltbar ist. Im Zielverfolgungs-Modus wird
vorgeschlagen, als Nutations-Muster einen Kreis zu
erzeugen, in dessen Mittelpunkt das Ziel gehalten wird.
Die Aufbringung von Drehmomenten auf den Rotor zur
Erzeugung der gewünschten Präzessions- oder Nutations-
Bewegungen erfolgt bei der US-PS 4,277,039 mittels einer
Ringspule, die koaxial zur Längsachse des Flugkörpers oder
Geschosses den Rotor umgibt. Der Rotor ist radial
magnetisiert. Momente entweder um die Nick- oder um die
Gier-Achse werden dadurch erzeugt, daß auf diese Spule
Wechselstrom-Signale aufgeschaltet werden, die eine von
zwei um 90° gegeneinander versetzte Phasen haben.
Die Signale zur Erzeugung der Präzessionsmomente dienen
gleichzeitig zur Erzeugung von Lenksignalen.
Die EP 0 263 998 B1 beschreibt eine Vorrichtung in einem
Flugkörper zur Messung der Rollrate des Flugkörpers. Zu
diesem Zweck wird ein im Suchkopf angeordneter Lagekreisel
zu Nutations-Bewegungen angeregt. Aus der gemessenen
Rotationsfrequenz und der ebenfalls gemessenen
Nutationsfrequenz des Lagekreisels kann die Rollrate
bestimmt werden.
Die DE 34 41 921 C2 betrifft eine Leitstrahl- und Nachführ-
Einrichtung zur Steuerung eines schnellfliegenden
Flugkörpers, insbesondere von lenkbaren Granaten. Dabei
wird ein Leitstrahl-Laser spiralig ausgelenkt.
Die DE 33 45 601 A1 beschreibt einen Submunitionskörper,
der zur Erzeugung kreisender Abtastbewegungen eine
Taumelbewegung ausführt.
Die Abtastung der Objektszene zur Zielauffassung muß bei
schnellfliegenden Flugkörpern oder Geschossen sehr schnell
erfolgen. Bei einer Spiralabtastung muß einerseits die
Spirale schnell durchlaufen werden. Dabei hängt die
Nutationsfrequenz über die Trägheitsmomente des Rotors mit
der Umlauffrequenz zusammen (vgl. EP 0 263 998 B1). Es muß
andererseits sichergestellt sein, daß ein Ziel bei der
Spiralabtastung sicher erfaßt wird, also nicht zwischen
zwei Spiralschleifen fällt.
Beim Zielverfolgungs-Modus muß der Suchkopf noch schneller
reagieren, um das Ziel im Zentrum des Gesichtsfeldes des
optischen Systems zu halten. In diesem Stadium erfolgt die
Lenkung nach dem Gesetz der Proportional-Navigation. Das
bedeutet, daß die Sichtlinie von Flugkörper oder Geschoß im
inertialen Raum raumfest gehalten wird. Zu diesem Zweck
werden Steuersignale auf die Lenkung des Flugkörpers oder
Geschosses aufgeschaltet, die der Winkelgeschwindigkeit der
Sichtlinie im inertialen Raum proportional sind. Diese
Winkelgeschwindigkeit ist nach den Kreiselgesetzen
proportional dem auf den Rotor aufgebrachten
Präzessionsmoment, wenn der Rotor mit seiner Figurenachse
und der optischen Achse des optischen Systems durch den
Regelkreis ständig auf das Ziel ausgerichtet bleibt. Es ist
also wichtig, diese Ausrichtung mit hoher Frequenz zu
kontrollieren und erforderlichenfalls zu korrigieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Suchkopf
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß im
Zielverfolgungs-Modus die Ablage des Ziels von der
optischen Achse sehr schnell, mit hoher Abtastfrequenz
erfaßt wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Suchkopf der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß
- - die Detektormittel von einem kreisförmigen Kranz von Detektor-Elementen gebildet ist und
- - im Zielverfolgungs-Modus das Zielbild auf diesem Kranz von Detektor-Elementen kreist.
Betrachtet man einmal umgekehrt das "rückprojizierte" Bild
des Kranzes von Detektor-Elementen in der Objektszene, dann
liegt das Ziel auf diesem Kranz. Der Kranz führt unter
Beibehaltung seiner Orientierung im Raum eine kreisende
Bewegung um das Ziel aus. Dabei läuft nacheinander das
rückprojizierte Bild jedes Detektor-Elements des Kranzes
durch das Ziel hindurch. Die Amplitude der Nutations-
Bewegung wird im Zielverfolgungs-Modus entsprechend
gewählt. Das Ziel wird dadurch mit einem Mehrfachen der
Nutations-Frequenz, nämlich der Nutations-Frequenz
multipliziert mit der Anzahl der Detektor-Elemente in dem
Kranz, abgetastet. Dadurch können Abweichungen des Ziels
von der optischen Achse sehr schnell erfaßt und korrigiert
werden.
Die Abtastung des Gesichtsfeldes in dem Such- und Auffaß-
Modus erfolgt vorteilhafterweise in der Form, daß die
optische Achse des optischen Systems in dem Such- und
Auffaß-Modus eine periodische spiralige Bewegung ausführt.
Durch die Verwendung eines Kranzes von Detektor-Elementen
kann das Gesichtsfeld mit vergleichsweise wenigen Spiral-
Umläufen abgetastet werden, ohne daß das Ziel etwa zwischen
benachbarten Spiralschleifen liegen und so verfehlt werden
kann. Von wenigstens einem der Detektor-Elemente des
Kranzes wird das Ziel mit Sicherheit erfaßt.
Wenn in dem Such- und Auffaß-Modus ein Ziel erfaßt ist,
dann wird der Rotor mit der optischen Achse des optischen
Systems durch auf die drehmomenterzeugenden Mittel
aufgeschaltete Nachführsignale auf das Ziel hin präzediert.
Bei diesem Nachführvorgang sollte das Ziel durch die
Detektor-Elemente in möglichst schneller Folge wiederholt
erfaßt werden, denn aus den Signalen der Detektor-Elemente
werden die Nachführsignale abgeleitet.
Vorteilhafterweise wird das dadurch erreicht, daß
- (a) beim Erfassen eines Ziels im Such- und Auffaß-Modus die Ansteuerung der drehmomenterzeugenden Mittel auf einen Vorphasen-Modus umschaltbar ist, in welchem die Nutationsamplitude jeweils im wesentlichen der Zielablage von der optischen Achse entspricht, die durch Nachführung der optischen Achse auf das Ziel hin kontinuierlich abnimmt, wobei das Zielbild bei jedem Nutationsumlauf über den Kranz von Detektor-Elementen streicht und
- (b) bei Erreichen eines etwa dem Durchmesser des Kranzes von Detektor-Elementen entsprechenden Minimalwertes der Nutationsamplitude eine Umschaltung auf den Zielverfolgungs-Modus erfolgt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Patentansprüche 4 und 5.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter
Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematisch-perspektivische Darstellung
eines Suchkopfes für einen Flugkörper oder ein
Geschoß.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Suchkopf.
Fig. 3 ist eine vereinfachte, schematische Darstellung
und veranschaulicht die Abtastung der Objektszene
im Such- und Auffaß-Modus während der Anfangsphase
eines Abtast-Zyklus.
Fig. 4 ist eine vereinfachte, schematische Darstellung
und veranschaulicht die Abtastung des Ziels in dem
"Vorphasen-Modus", während der Nachführung der
optischen Achse des optischen Systems in Richtung
auf das Ziel.
Fig. 5 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 4 und
veranschaulicht die Relativbewegung von Zielbild
und Detektor-Elementen (oder von Ziel und
Rückprojektion der Detektor-Elemente in das
Gesichtsfeld) in dem Zielverfolgungs-Modus.
Fig. 6 zeigt den Kranz von Detektor-Elementen.
Fig. 7 ist eine andere Darstellung, welche die
Relativbewegung von Zielbild und Detektorelementen
oder des Ziels und der Rückprojektion der
Detektor-Elemente in das Gesichtsfeld in dem
Zielverfolgungs-Modus zeigt.
In Fig. 1 ist mit 10 ein Flugkörper oder ein lenkbares
Geschoß bezeichnet. Das Geschoß 10 hat einen Suchkopf 12.
Der Suchkopf 12 sitzt in der Spitze des Geschosses 10
hinter einem (nicht dargestellten) "Dom", d. h. einem
gewölbten, das Geschoß an der Spitze abschließenden
Fenster. Der Suchkopf 12 weist einen Rotor 16 auf. Der
Rotor 16 trägt ein abbildendes optisches System 18. Der
Rotor 16 ist mit einer sphärischen Außenfläche 20 in einem
Luftlager 22 allseitig verschwenkbar gelagert. Der Rotor 16
wird durch Druckgas angetrieben.
Der Suchkopf 12 enthält einen geschoßfesten Sockel 28. Auf
dem Sockel 28 sitzt ein Lagerkörper 30. Der Lagerkörper 30
bildet die konkav-sphärische Lagerfläche 32 des Luftlagers
22.
In der konkav-sphärischen Lagerfläche 32 sitzt der Rotor
16. Der Rotor 16 ist rohrförmig mit der konvex-sphärischen
Außenfläche 20. Zwischen der konkav-sphärischen Lagerfläche
22 und der konvex-sphärischen Außenfläche 20 des Rotors 16
ist ein schmaler Luftspalt gebildet. In diesen Luftspalt
wird Druckgas eingeblasen. Dadurch hebt sich der Rotor 16
mit seiner Außenfläche 20 von der Lagerfläche 22 ab. Der
Rotor 16 ist auf einer Gasschicht praktisch reibungsfrei
gelagert. Der Rotor 16 ist um den Mittelpunkt der
sphärischen Flächen 20 und 22 allseitig schwenkbar.
Der Rotor 16 trägt das optische System 18. Das optische
System 18 besteht aus einem ringförmigen Hohlspiegel 38 und
einem Sekundärspiegel 40. Der Hohlspiegel 38 sitzt in der
Bohrung des Mantelteils 36 rohrförmigen Rotors 16. Der
Hohlspiegel 38 ist dem Dom und der Objektszene zugewandt.
Der Sekundärspiegel 40 ist über Stützen auf dem
Hohlspiegel 38 und dem Mantelteil 36 abgestützt und dem
Hohlspiegel 38 zugewandt. Ein Träger 48 mit einem Kühler
ist zentral, geschoßfest an dem Sockel 28 gehaltert. Auf
dem Träger 38 sitzt ein kreisrunder Kranz von sechzehn
Detektor-Elementen 50 (Fig. 6).
Der Lagerkörper 30 bildet eine Umfangsnut 68. In dieser
Umfangsnut 68 sitzt eine Ringspule 70. Die Ringspule umgibt
den Rotor 16 und ist koaxial zu der Längsachse 42 des
Geschosses. Der Rotor 16 enthält einen radial
magnetisierten Ring 74. Der radial magnetisierte Ring 74
wirkt mit der Ringspule 70 zur Erzeugung von Drehmomenten
zusammen. Zu diesem Zweck werden auf die Ringspule 70
Wechselstrom-Signale mit der Umlauffrequenz des Rotors
aufgeschaltet. Die Phase dieser Wechselstrom-Signale
bestimmt, ob ein Drehmoment um die Nick- oder die Gier-
Achse des Geschosses erzeugt werden soll. Durch solche
Drehmomente kann eine Präzession des Rotors 16 eingeleitet
werden, durch welche die optische Achse 76 des optischen
Systems 18 auf das Ziel ausgerichtet wird. Es können aber
auch Signale mit der Nutations-Frequenz des Rotors 16
aufgeschaltet werden. Diese Signale regen dann eine
Nutations-Bewegung an. Rückführsignale von Lageabgriffen
sorgen dafür, daß die Nutations-Bewegung kontrolliert einem
vorgegebenen Verlauf, z. B. einer Spiralabtastung,
entspricht, wie sie in Fig. 1 angedeutet ist.
Fig. 3 veranschaulicht die Abtastung eines ausgedehnten
Gesichtsfeldes durch den vorstehend beschriebenen Suchkopf
12. Dem Rotor 16 wird eine Nutations-Bewegung erteilt, bei
welcher die optische Achse 76 des optischen Systems 18 eine
Abtastspirale 78 beschreibt. Fig. 3 zeigt dabei die
"Rückprojektion" 80 des Kranzes von Detektor-Elementen 50
auf die Objektszene. Dabei bewegen sich die Bilder der
Detektor-Elemente 50, also die Bereiche, aus denen das
optische System 18 Strahlung auf den einzelnen Detektor-
Elementen 50 sammelt, über die Objektszene. Man erkennt,
daß bei der Spiralabtastung die Punkte der Objektszene
durch die verschiedenen Detektor-Elemente 50 praktisch
lückenlos erfaßt werden. Der Abstand der einzelnen
Spiralschleifen kann dadurch relativ groß gewählt werden,
so daß die Spirale schnell durchlaufen wird. Die
Spiralabtastung wird zyklisch wiederholt. Das ist der Such-
und Auffaß-Modus. Dabei wird jeder Punkt des Gesichtsfeldes
einmal beim Durchlaufen der gesamten Spiralbahn erfaßt,
d. h. mit einer Frequenz, die einem Bruchteil der
Nutationsfrequenz entspricht.
Wenn ein Ziel im Gesichtsfeld erfaßt wird, dann wird
zusätzlich zu der spiraligen Nutations-Bewegung über die
Ringspule 70 auch eine Präzessions-Bewegung des Rotors 16
eingeleitet, so daß die optische Achse auf das Ziel hin
präzediert. Bei diesem Nachführvorgang sollte das Ziel
durch die Detektor-Elemente in möglichst schneller Folge
wiederholt erfaßt werden, denn aus den Signalen der
Detektor-Elemente werden die Nachführsignale abgeleitet.
Daher ist beim Erfassen eines Ziels im Such- und Auffaß-
Modus die Ansteuerung der drehmomenterzeugenden Mittel auf
einen Vorphasen-Modus umschaltbar, in welchem die
Nutationsamplitude jeweils im wesentlichen der Zielablage
von der optischen Achse entspricht. Diese Zielablage und
damit die Nutationsamplitude nimmt durch Nachführung der
optischen Achse auf das Ziel hin kontinuierlich ab. Dabei
streicht das Zielbild bei jedem Nutationsumlauf über den
Kranz von Detektor-Elementen. Das ist in Fig. 4 dargestellt.
In Fig. 4 ist mit 82 das Ziel bezeichnet. Mit 50A ist die
Rückprojektion der Detektor-Elemente in das Gesichtsfeld
bezeichnet. Das sind diejenigen Stellen des Gesichtsfeldes,
aus denen Strahlung auf die verschiedenen Detektor-Elemente
50 geleitet wird. Diese Rückprojektionen führen eine
kreisende Bewegung unter Beibehaltung der Orientierung des
Kranzes aus. Dabei bewegen sich die Rückprojektionen der
Detektor-Elemente längs der Bahnen 84 in Fig. 4 Bei
Erreichen eines etwa dem Durchmesser des Kranzes von
Detektor-Elementen entsprechenden Minimalwertes der
Nutationsamplitude erfolgt eine Umschaltung auf den
Zielverfolgungs-Modus.
Der Zielverfolgungs-Modus ist in den Fig. 5 und 7
dargestellt. Auch diese Figuren zeigen die "Rückprojektion"
der Detektor-Elemente 50 durch das optische System 18 auf
die Objektszene. Auf das Geschoß bezogen liegen die
Detektor-Elemente 50 fest, und das von dem optischen System
18 in der Ebene der Detektor-Elemente 50 erzeugte Bild der
Objektszene führt bei der Nutations-Bewegung des Rotors 16
eine kreisende Bewegung aus.
Die Bewegung erfolgt jetzt nur noch um den Mittelpunkt der
Abtastspirale 78. Die Orientierung des Kranzes von Bildern
der Detektor-Elementen 50 relativ zu der Objektszene (oder
des kreisenden Bildes der Objektszene relativ zu dem
geschoßfesten Kranz von Detektor-Elementen 50) bleibt bei
dieser kreisenden Bewegung unverändert. Das ist in Fig. 7 an
den Buchstaben-Bezeichnungen der einzelnen Detektor-
Elemente 50 erkennbar. Die Detektor-Elemente 50 werden
daher nacheinander von der Zielstrahlung beaufschlagt.
Bezogen auf das Geschoß 10 und den geschoßfesten Kranz von
Detektor-Elementen 50 wird die Amplitude der Nutations-
Bewegung so gewählt, daß das Bild des Zieles zusammen mit
dem Bild der Objektszene eine kreisende Bewegung mit dem
Durchmesser des kreisförmigen Kranzes von Detektor-
Elementen 50 ausführt. Bei richtiger Ausrichtung läuft das
Bild des Ziels dabei nacheinander über die einzelnen
Detektor-Elemente 50.
In Fig. 7 ist mit 82 ein Ziel bezeichnet. Das Bild des
Kranzes der durch das optische System 18 in die Objektszene
rückprojizierten Detektor-Elemente 50 ist in Fig. 7 in drei
Phasen der Nutations-Bewegung dargestellt. Der Mittelpunkt
des Kranzes kreist dabei längs einer kreisförmigen Bahn 84
um das Ziel 82. Der Durchmesser der Bahn 84 entspricht
dabei dem in die Objektszene rückprojizierten Durchmesser
des Kranzes der Detektor-Elemente 50. Die Orientierung des
Kranzes bleibt bei der kreisenden Bewegung erhalten. Das
Ziel 82 kommt nacheinander mit den Bildern verschiedener
Detektor-Elemente 50 zur Deckung. In den drei Nutations-
Positionen von Fig. 7 kommt das Ziel 82 nacheinander mit den
Bildern der Detektor-Elemente "a", "d" und "i" zur Deckung,
d. h. wird das Ziel von diesen Detektor-Elemenen erfaßt.
Die Lage des Ziels im Gesichtsfeld des Suchkopfes 12 wird
daher mit einer Frequenz überwacht, die gleich der
Nutations-Frequenz multipliziert mit der Anzahl der
Detektor-Elemente 50 des Kranzes ist. Abweichungen werden
sehr schnell festgestellt. Sie führen zunächst zu einer
Nachführung des Rotors 16. Die hierzu erforderlichen
Signale sind ein Maß für die Sichtlinien-
Winkelgeschwindigkeit und beaufschlagen gleichzeitig die
Lenkung.
Das Geschoß kann eine Rollbewegung um seine Längsachse 42
ausführen. Häufig wird dem Geschoß eine solche Rollbewegung
durch die Aerodynamik bewußt erteilt. In diesem Fall dreht
sich das Bild des Kranzes der Detektor-Elemente 50, das von
dem optischen System 18 auf die Objektszene
"rückprojiziert" wird, mit der Rollgeschwindigkeit. Der
Kranz behält also nicht wie in Fig. 7 seine Orientierung
relativ zu der Objektszene bei. Diese Rollfrequenz kann
nach der Lehre der oben zum Stand der Technik zitierten EP-
B-0,263,998 aus Umlauf-Frequenz (bezogen auf das Geschoß
10) und Nutations-Frequenz bestimmt und bei der Messung der
Zielablage berücksichtigt werden.
Claims (6)
1. Suchkopf für zielverfolgende Flugkörper oder Geschosse,
bei welchem
- - ein abbildendes optisches System (18) mit einer optischen Achse (76) auf einem Rotor (16) angeordnet ist, der allseitig schwenkbar im Flugkörper oder Geschoß (10) gelagert ist und um eine Figurenachse mit einer Umlaufgeschwindigkeit umläuft, wobei der Rotor (16) als Kreisel im inertialen Raum stabilisiert und von Bewegungen des Flugkörpers (10) entkoppelt ist,
- - das abbildende optische System (18) eine Objektszene auf Detektormitteln (50) abbildet,
- - der Rotor (16) als Kreisel durch Regelkreise mit Lageabgriffs-Mitteln und drehmomenterzeugenden Mitteln (70), die auch von Signalen der Detektormittel (50) beaufschlagt sind, zu kontrollierten Präzessions- und Nutations- Bewegungen anregbar ist, derart, daß die optische Achse (76) des optischen Systems (18)
- - in einem Such- oder Auffaß-Modus eine periodische Bewegung über ein ausgedehntes Gesichtsfeld ausführt,
- - auf ein dabei in der Objektszene erkanntes Ziel (82) hin präzediert wird und
- - in einem Zielverfolgungs-Modus nach Auffassen des Ziels (82) eine kreisende Bewegung in einem begrenzten, das Ziel (82) enthaltenden Gesichtsfeld-Bereich ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Detektormittel von einem kreisförmigen Kranz von Detektor-Elementen (50) gebildet sind und
- - im Zielverfolgungs-Modus das Zielbild auf diesem Kranz von Detektor-Elementen (50) kreist.
2. Suchkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die optische Achse (76) des optischen Systems (18) in
dem Such- und Auffaß-Modus eine periodische spiralige
Bewegung ausführt.
3. Suchkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
- (a) beim Erfassen eines Ziels im Such- und Auffaß-Modus die Ansteuerung der drehmomenterzeugenden Mittel (70) auf einen Vorphasen-Modus umschaltbar ist, in welchem die Nutationsamplitude jeweils im wesentlichen der Zielablage von der optischen Achse entspricht, die durch Nachführung der optischen Achse auf das Ziel hin kontinuierlich abnimmt, wobei das Zielbild bei jedem Nutationsumlauf über den Kranz von Detektor-Elementen streicht und
- (b) bei Erreichen eines etwa dem Durchmesser des Kranzes von Detektor-Elementen entsprechenden Minimalwertes der Nutationsamplitude eine Umschaltung auf den Zielverfolgungs-Modus erfolgt.
4. Suchkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch
gekennzeichnet, daß der Rotor (16) über ein Luftlager
mit einer konvex-sphärischen Außenfläche (20) in einer
konkav-sphärischen Lagerfläche (32) des Flugkörpers
oder Geschosses (10) gelagert ist.
5. Suchkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- - der Rotor (16) rohrförmig mit der konvex sphärischen Außenfläche (20) ausgebildet ist,
- - in dem rohrförmigen Rotor (16) ein ringförmiger, der Objektszene zugewandter Hohlspiegel (38) mit einem zentralen Durchbruch gehaltert ist,
- - auf dem Hohlspiegel (38) ein dem Hohlspiegel (38) zugewandter Sekundärspiegel (40) abgestützt ist, wobei der Hohlspiegel (38) und der Sekundärspiegel (40) Teile des optischen Systems (18) bilden,
- - die Detektor-Elemente (50) auf einem in den rohrförmigen Rotor (16) und durch den Durchbruch des Hohlspiegels (38) ragenden flugkörper- oder geschoßfesten Träger (48) angeordnet sind.
6. Suchkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rotor (16) radial magnetisiert
und von einer Ringspule (70) umgeben ist, die koaxial
zur Längsachse (42) des Flugkörpers oder Geschosses
(10) angeordnet ist und über welche Drehmomente zur
Anregung kontrollierter Nutations-Bewegungen und zur
Erzeugung einer die optische Achse (76) auf das Ziel
ausrichtenden Präzessions-Bewegung aufschaltbar sind.
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