DE2059551B2

DE2059551B2 - Steuersystem, bei dem ein infrarotzielverfolgungsgeraet eine in regelmaessigen zeitabstaenden schiessende feuerwaffe steuert

Info

Publication number: DE2059551B2
Application number: DE19702059551
Authority: DE
Inventors: Sheldon Palos Verdes Estates Cahf Jones (V St A )
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1969-12-18
Filing date: 1970-12-03
Publication date: 1973-05-30
Also published as: DE2059551A1; IL35576A; NL7018148A; SE357613C; JPS5020800B1; IL35576A0; GB1329594A; NL160936B; SE357613B; US3640628A; CH519154A; FR2073968A5; NL160936C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem, bei dem ein Infraroi-Zielverfolgungsgerät eine in regelmäßigen Zeitabständen schießende Feuerwattc steuert, die in eii.c solche Richtung bringbar ist. daß ihr Mündungsfeuer in das Blickfeld des Zielverfolgungsgerätes gelangt.

Bei einem bekannten Steuersystem dieser Art sind die Detektoren neben und oberhalb der Feuerwaffe angeordnet und sprechen auf die Infrarotstrahlung an. die von dem Ziel emittiert wird. Die Infrarot-Detektoren sind in einer Gruppierung angeordnet, mit deren Hilfe ein Blickfeld abgrastet wird.

Wenn ein Ziel aufgefaßt ist. werden Informationen über den Az^;mut- und den EIe¹.ationswinkel des Zieles einem Rechner zugeführt, der auch an Hand von Informationen, die von einem Entfernungsmeßgerät geliefert werden, den Abstand und die Geschwindigkeit des Zieles berechnet. Dann wird von dem Rechner der Vorhallewinkel berechnet, der erforderlich ist. damit die Geschosse der Feuerwaffe das Ziel tnnfen. Diese Information wird dann zum Richten der Feuerwaffe benutzt. Wenn die Feuerwaffe in die gewünschte Richtung gebracht worden ist. erzeugt der Rechner ein Feuersignal.

Die Flamme, die aus dem Rohr der abgeschossenen Feuerwaffe austritt, kann eine Länge bis zu 1 m haben. Die Dauer der Flamme beträgt normalerweise einige msec und wiederholt sich mit der Frequenz der Schußfolge. Wenn die Ausrichtung der Feuerwaffe innerhalb eines gewissen Bereiches von Elevations- und Azimutwinkeln liegt, befindet sich das Mündungsfeuer der Feuerwaffe in dem Blickfeld der Infrarot-Detektoren des Zielverfolgungsgeräte';. Das Ansprechen dieser Detektoren auf das sich wiederholende Mündungsfeuer erzeugt ein Störsignal, das ausreichend ist. um den Verfolgungsvorgang zu unterbrechen, bis sich die Schaltungsanordnung wieder erholt hat. Diese Unterbrechungen können, wenn sie sich bei in regelmäßigen Zeitabständen schießenden Feuerwaffen fortlaufend wiederholen, lang genug sein, um das Ziel zu verlieren, so daß ein neues Auffassen des Zieles erforderlich wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem dafür Vorsorge getroffen ist, daß das

Mündimgsleuer den Verfolnunnsvorgan» des leitrechner 14 liefern. Der Fcuerieilrechner 14 verar-

Ini'rarot-Zielverfolgungsgerätes nicht unterbrechen heitet die erhaltenen Informationen und richtet die

kann. Geschütze 16 in Abhängigkeit von den verarbeiteten

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch Informationen auf ein Ziel. Dann liefert er ein gelöst, daß das Zielverfolgungsgerät eine Detektoran- 5 Feuersignal. Im Verfolgungsbetrieb wird das Richten Ordnung enthält, die das Auftreten von Mündungs- der Geschütze von dem Infrarot-Zielverfolgungsger-'t feuer im Blickfeld des Zielverfolgungsgerätes fest- 12 gesteuert. Nachdem das Ziel aufgefaßt ist. steuert stellt und em das Mündungsfeuer anzeigendes Signal der Rechner das Richten der Geschütze,
erzeugt, daß eine auf das das Miindunssfeuer anzei- Sowohl das Zielverlolgungsgcrät als auch die Gegeivle Signal ansprechende Schaltungsanordnung io schütze sind beweglich. Das Zieherfolgungsgerät vorhanden ist. die ein Sperrsignal erzeugt, das vor führt eine Abtastbewegung zum Auffassen des Zieles dem Auftreten des nächsten Mündun»sfeuers beginnt aus. wogegen die Geschütze auf das aufgefaßte Ziel und erst nach Verschwinden des Mündungsfeuers en- richtbar sind. Wenn die Geschütze so gerichtet sind, det. und daß das Sperrsignal einer Torschaltung zu- daß das beim Abschießen aus ihren Mündungen ausgeführt wird, die die Signalübertragung von den der 15 tretende Feuer das Abtastfeld des Verfolgungsgeräles Zielverfolgung dienenden Detektoren des Zielverfol- schneidet, dessen Grenzen in F i g. 1 durch gestripmgsgeräles zu ilen übrigen Bauteilen des Zielver- el. .lie Linien angedeutet sind, so kann, wie oben dai l'i'lüungsgeräles unterbricht. gelenl. das von dem Mir Jungsfeuer veruisaclile.

I.in nach der Erfindung ausgebildetes Sieuersy- sehr starke Slörsignal die sicii ."n die Deiektoien an-

«vm bietet die Möglichkeit, unbeachtet der Genen- 20 schließenden Schaltungsanordnungen des Zielvcrlol-

v.:irt eines intermittierend aulireiender; Müiuiunns- gungsgerätes für eine Zeitdauer sättigen, die lang ge-

leiiers im Blickleid iles Infraroi-Zielverfolgungs- nug ist. um einen Verlust des Zieles zu sei Ursachen,

j/.crätes das Ziel mit Hilfe dieses Gerätes im wesentli- Ii !'olgedes'-en muß ein neuer, dem Auffassen eines

then kontinuierlich zu verfolgen. Dadurch wird die Zieles dienender Arbeitszyklus durchlaufen werden.

Wirksamkeit eines solchen Infrarol-Zielverfolniinss- 25 Da die meisten Ziele entweder sich bewegende PaLr-

gerätes bedeutend erhöht. zeuge oder Flugzeuge sind, kann das Ergebnis einer

Bei einer bevorzugten Ausführimgsform des erfin- Sättigung infolge des im Blickfeld der Delekt.'ien er-

jiungsnemäßen Sieuersy stems umfaßt die das Sperr- scheinenden Mündungsfeuers sehr wohl ein Verlust

.-"μικιΐ erzeugende Schaltungsanordnung eine erste des Zieles sein.

Dionosfibile Kippsiul'e zur Erzeugung eines Impul- 30 In dem eine Ausführimgsform der F.rfindung !-es. der zur Zeit des das Mündungsfeuer anzeigenden wiedergebenden Blockschaltbild nach F i g. 2 stellen Signals beginnt und eine einstellbare Zeit danach en- die mit den Bezugsziffern 20 bis 30 bezeichneten tlei. eine zweite monostabile Kippstufe zur Erzeu- Rechtecke eine Anordnung von Infrarot-Detektoren jumg eines Sperrsignals am Ende des von der ersten dar. die alle von jeweils einem der Verstärker 31 bis nionostabilen Kippsiul'e erzeugten Impulses und eine 35 41 gefolgt werden. Jeder einzelne die: er Verstärker Mil' das das nächstfolgende .Mündungsfeuer anzei- ist mil einer getrennten Torschaltung verbunden, die j:ende Signal ansprechende Steuerschaltung, die zu gemeinsam als TorsehalUingen 42 dargestellt sind, tiner solchen Einstellung der ersten monoslabilen Diese Torschaltungen werden in üblicher Weise von Kippstufe dient, daß der Ausgangsimpuls dieser einer Steuerschaltung 44 gesteuert. Die einzelnen Kippstufe zu einer solchen Zeit endet, daß das Auf- 4" Torschaltungen werden nacheinander mit Hilfe einer treten des Mündungsfeuers im wesentlichen in die Steuerschaltung 44 geöl n.et. uivi es werden ihre Aus-Mitte cf's Sperrsignals fällt. Bei dieser Ausführungs- gangssignale. die ein Zeitmultiplexsignal bilden. form der F.rfindung ist es möglich, die Detektoren einer Verfolglingseinheit 48 im Zielverfolgungsgeräl ties Zielverfolgungsgeraies gerade vor dem Auftreten 12 zugeführt, die Verfolgungs-Fehlersignale bildet ties nächsten Münduiiüsfeuers und während dessen 45 und eine Nachsieuerimg veranlaßt. Die Verlolgungs-Dauer auszublenden. Die Verstellbarkeit der Impuls- einheil 48 ist also eine Anordnung, die aus den ihr tlauei der ersten monostabilen Kippstufe bietet die von den Detektoren zugeführten Informationen Möglichkeit, das Ausblendintervall für jeden folgen- genau die Zielstellung ermittelt und die Richtanordtlen Schuß zu korrigieren. Eine solche Maßnahme ist "t'ng in der Weise nachführt, daß das Ziel in der vorteilhaft, weil sich die Feuergeschwindigkeit mit 50 Mitte des Blickfeldes gehalten wird,
tier Erwärmung der Waffe ändern kann. Die Dete! Uirelemente 20 bis 2J» und 25 bis 28 bil-

Die F.rfindung wird an Hand der in der Zeichnung den die Elemente für eine Grobverfolgung, und es

dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrie- wird das Blickfeld, das sie erfassen, als Grobverlol-

Ix'ii und erläutert. Es zeint gungs-BIieki'eld bezeichnet. Die Elemente 24. 2¹J und

F i g. 1 die schematisehe Darstellung eines Zielver- 55 30. die winkelförmig angeordnet sind, definieren das

fulgungsgcrütes mit Detektoren und von Geschützen. Feinveriolgiings-Blickfelcl.

die veranschaulicht, wie das Mündungsfeuer der Ge- Wenn von einem der Detektoren 23 oder 25 das

schütze in das Blickfeld der Detektoren gelangen Auftreten von Mündungsfeuer festgestellt wird, lie-

kann. fern sie ein Ausgangssignal an ein ODER-Glied 50.

F i g. 2 das Blockschaltbild einer Ausführungsform 60 Das Ausgan^signal des ODER-Gliedes 50 wird

der Erfindung und einem UND-Glied 5Ϊ zugeführt.

F i g. 3 ein Zeitc'agramm zur Erleichterung des Immer wenn sich das System im Betriebszustand

Verständnisses der Wirkungsweise der Ausführungs- der Feinverfolgung befindet, d. h. ein Ziel aufgefaßt

form nach F i g. 2. ist. wird ein vom Zielverfolgungsgerät geliefertes

Das in F i g. I daigestellte System umfaßt ein mit 65 Feinvcrfolgungssignal dazu benutzt, das UND-Glied

kohärentem Licht arbeitendes Entfernungsmeßgerät 51 vorzubereiten. Bei gleichzeitigem Vorliegen seiner

10 und ein Infrarot-Ziel Verfolgungsgerät 12. die beiden Eingangssignale liefert das UND-Gied 51 ein

beide Zielverfolgungsinformationen an einen Feuer- Ausgangssignal an zwei monostabil Kippstufen 52

und 54. Die erste mono-labile Kippstufe 52 liefert einen Ausgangsimpuls. dessen Dauer zwischen cSO und 90 ms einstellbar ist. Die monostabile Kippstufe 54 liefert einen Ausgangsimpuls mii einer Dauer von I ms.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise des Systems nach F i g. 2 wird auf das Diagramm nach F i g. 3 verwiesen. Aus diesem Diagramm ist ersichtlich, daß für das vom Zielverfolgungsgerät aufgefaßte Ziel charakteristische Signale TGT etwa alle 25 ms geliefert werden. Die von dem Zielverfolgungsgerät gelieferten, für ein Mündungsfeuer charakteristischen Signale F erscheinen dagegen etwa alle 90 ms. In Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des UND-Gliedes 51 erzeugt die erste monostabile Kippstufe 52 ein Ausgangssignal 53, dessen Impulsbreite zwischen 80 und 90 ms verändert werden kann. Die Dauer wird von der Höhe der Ausgangsspannung einer Abtast- und Halteschaltung 56 gesteuert.

Wenn die monostabile Kippstufe 52 in ihre Ruhelage zurückkehrt, stößt ihr Ausgangssignal eine folgende monostabile Kippstufe 58 an. Diese folgende Kippstufe hat ein Ausgangssignal mit einer Dauer von 10 ms. Dieses Ausgangssignal ist in F i g. 3 durch den Impuls 59 wiedergegeben. Dieser Impuls von J 0 ms Dauer ist das Sperrsignal, das den Torschallungen 42 zugeführt wird, um sie während 10 ms zu sperren und dadurch die Detektorsignaie auszublenden. Die Dauer von 10 ms wurde als das Zeitintervall bestimmt, das erforderlich ist, um das für das Mündungsfeuer charakteristische Signal F auch noch bei der größtmöglichen Schwankung zu überdecken. Vorzugsweise wird der Mündungsfeuerimpuls in die Mitte des 10 ms währenden Impulses gelegt. Zu diesem Zweck wird das System bei jedem Feststellen eines Mündungsfeuers korrigiert. Der Ausgangsimpuls von 10 ms Dauer der monostabilen Kippstufe 58 wird nicht nur zum Sperren der Torschaltungen 42, sondern auch zum Sperren des mit kohärentem Licht arbeitenden Lnlfernungsmeßgcrätes 10 verwendet. Weiterhin wird das Ausgangssignal dieser Kippstufe 58 auch einen Integrator 60 zur Integration zugeführt. Das in F i g. 3 dargestellte Ausgangssignal 61 des Integrators wird der Abtast- und Halteschaltung 56 als Eingangssignal zugeführt. Beim Auftreten des nächsten Mündungsfeuers, das cSO bis 90 ms später erscheint, bestimmt das Ausgangssignal von 1 ms Dauer der monostabilen Kippstufe 54 den Zeitpunkt,

ίο zu dem das Ausgangssignal des Integrators 60 abgetastet wird. Dieses Ausgangssignal wird von der Abtast- und Halteschaltung 56 festgehalten. Das Ausgangssignal der 1 ms-Kippstufe ist durch den Impuls 63 in F i g. 3 dargestellt, während die Höhe, der Ausgangsspannung der Abtast- und Halteschaltung in F i g. 3 durch die Kurve 65 wiedergegeben ist. Die Höhe des von der Abtast- und Halteschaltung festgehaltenen Signals bestimmt die Zeit, zu der die monostabile Kippstufe 52 in ihren Ruhezustand zurück-

ao kehrt und damit den Zeitpunkt, zu dem der Impuls 53 endet.

Schwankungen in der Zeit des Auftretens des Mündungsfeuers verändern den Zeitpunkt, zu dem das Ausgangssignal am UND-Glied 51 erscheint. Die

as Zeit, zu der der Sperrimpuls am Ausgang der 10 ms-Kippstufe erscheint, wird im Hinblick auf die Tatsache, daß das Ausgangssignal der Abtast- und Halteschaltung die Dauer des Ausgangssigna's dci monostabilen Kippstufe 52 beeinflußt, entsprechend verändert.

Ein Beispiel für ein Infrarot-Zielverfolgungsgcräl der obenerwähnten Art. das in einem System nach der Erfindung benutzt werden kann, ist in der deutschen Patentanmeldung P 20 21 816.0 vom 5. Ma 1970 beschrieben und dargestellt. Weiterhin ist eir für das erfindungsgemäße System geeignetes mit ko härentcm Licht arbeitendes Entfernungsmeßgerät ir der deutschen Patentanmeldune P 20 21 817.1 von 5. Mai 1970 behandelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuersystem, hei dem ein Infrarot-Zielverfolgungsgerät eine in regelmäßigen Zeitabständen schießende Feuerwaffe steuert, die in eine solche Richtung bringbar ist. daß ihr Mündungsfeuer in das Blickfeld des Zielverfolgungsgerätes gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ziel-Verfolgungsgerät (12) eine Detektoranordnung (23. 25) enthält, die das Auftreten von Mündungsfeuer im Blickfeld des Zielverfolgungsgerätes (12) feststellt und ein das Mündungsfeuer anzeigendes Signal erzeugt, daß eine auf das das Mimdungsfeuer anzeigende Signal ansprechende S/haliungsan ■ ιΐηιιπι'. (52. 58) vorhanden ist. die ein Sperrsignal erzeugt, das \or dem Auftreten des nächsten Mündungsfeuers bemnnt und erst nach Verschwinden des Mündungsfeuers endet. und daß das Sperrsignal einer Torschaltung (42) ■zugeführt wird, die die Signalüberiraiuinu von den der Zielverfolgung dienenden Detektoren (20 bis 30) des Zielverfolgungsgerätes (12) zu den übrigen Bauteilen des Zielverfolgungsgeräies untorbricht.

2. Steuersystem nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die das Sperrsignal erzeugende Schaltungsanordnung eine erste monostable Kippstufe (52) zur Ei zeitung eines Impulses. der zur Zeit des das Mündungs', aier anzeigenden Signals beginnt und eine einstellbare Zeil danach ende!, eine zweite monostabile Kippstufe (58) zur Erzeugung eines Sperrsignals am F.nde des von der ersten monostabilen Kippstufe (52) erzeugten Impulses und eine auf das das nächstfoliiende Mündungsfeuer anzeigende Signal ansprechende Steuerschaltung (54. 56. 60) umfaßt, die zu einer solchen Einstellung der ersten monostabilen Kippstufe (52) dient, daß der Ausgangsimp·..'.* dieser Kippstufe (52) zu einer solchen Zeit endet, daß das Auftreten des Mündungsfeuers im wesentlichen in die Mitte des Sperrsignals fällt.

3. Steuersystem nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die auf das das nächstfolgenden Mündungsfeuer anzeigende Signal ansprechende Steuerschaltung (54, 56, 60) einen mit dem Ausgang der zweiten monostabilen Kippstufe (58) verbundenen Integrator (<i0). einen auf das das Mündungsfeuer anzeigende Signal ansprechende dritte monostabile Kippstufe (54) und eine von dem Ausgangsimpuls der dritten monostabilen Kippstufe (54) gesteuerte Abtast- und Halteschaltung (56) umfaßt, der das Ausgangssignal des Integrators (60) zugeführt wird und deren Ausgangssignal die Dauer des von der ersten monoslabilen Kippschaltung (52) erzeugten Impulses bestimmt.

4. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zielverfolgungsgeräl (12) eine erste Gruppe von Detektoren (20* bis 23, 25 bis 28) zur Grobverfolgung mi einem großen Blickfeld und eine zweite Gruppe von Detektoren (24, 29, 30) zur Feinverfolgung in einem kleinen Blickfeld aufweist und daß einige Detektoren (23 und 25) der ersten Gruppe zum Feststellen des Mündungsfeuers bestimmt und mit einem ODER-Glied (50)

verbunden sind, und daß beim Auftreten von Mündungsfeuer ein Ausgangssignal liefert, daß das Zielverfolgungsgerät (12) weiterhin eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines die Zielverfolgung in dem kleinen Blickfeld anzeigenden Feinverfolgungssignals enthält und daß beim gleichzeitigen Vorliegen des Ausgangssignals des ODER-Gliedes (50) und des Feinverfolgungssignals die Schaltungsanordnung zur Erzeugung des Sperrsignals anspricht.

5. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein mit kohärentem Licht arbeitendes Entfernunsismeßgerät (10) umfaßt und die Sperreinrichtung auch eine Anordnung zum Sperren des Entfernungsmeftaerätes in einem Zeitintervall aufweist, das das Zeitintervall einschließt, während d'.-m das Mündungsfeuer auftritt.