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Ein Zielverfolgungsgerät und eine Feuerwaffe umfassendes System Ausscheidung
aus Patentanmeldung P 20 59 551.1-15 Die erfindung bezieht sich auf ein Infrarot-Zielverfolgungsgerät
und eine wiederholt abschießbare Feuerwaffe unfassendes System, bei dem die Feuerwaffe
in eine solche Richtung bringbar ist, daß ihr Mündungsfeuer in das Blickfeld des
Zielverfolgungsgerätes gelangt.
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In dem Feuerleitsystem für die im Turm eines Panzerwagens angeordneten
Feuerwaffen wird häufig ein Infrarot-Lielverfolgungsgerät verwendet. Dieses Zielverfolgungsgerät
umfaßt normalerweise eine Detektoranordnung, die gewöhnlich
zwischen
und oberhalb de-r Feuerwaffen angeordnet ist.
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Das Zielverfolgungssystem spricht normalerweise auf Infrarotstranlung
an, die von dem Ziel emittiert wird.
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Die Infrarot-Detektoren sind in einer Gruppierung angeordnet, nit
deren Hilfe ein Blickfeld abgetastet wird, Eine Entfernungsinformation, die Abstand
und Geschwindigrkeit umfaßt, wird von einem mit kohärentem Licht arbeitenden Entfernungsmeßgerät
geliefert. Der Strahl des kohärenten Lichtes wird ebenfalls von dem Infrarot-Zielverfolgungsgerät
gelenkt.
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Wenn ein Ziel aufgefaßt ist, werden Informationen über den Azimut-
und den Elevationswinkel einem Rechner zugeführt, der auch anhand der Informationen,
die von den Entfernungsmeßgerät geliefert werden, den Abstand und die Geschwindigkeit
berechnet. Dann wird von dem Rechner der Vorhaltewinkel berechnet, der erforderlich
ist, damit die Geschosse der Feuerwaffen das Ziel treffen. Diese Information wird
dann zum Richten der Feuerwaffen benutzt.
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Wenn die Feuerwaffen in die gewünschte Richtung gebracht worden sind,
erzeugt der Rechner ein Feuersignal oder Feuersignale.
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Die Flamme, die aus dem Rohr der abgeschossenen Feuerwaffe oder Feuerwaffen
austritt, kann eine Länge bis zu 1 m haben. Die Dauer der Flamme beträgt normalerweise
einige Millisekunden und wiederholt sich mit der Frequenz der Schußfolge0 enn die
Ausrichtung der Feuerwaffen innerhalb eines gewissen Bereiches von Elevations- und
Azimutwinkeln legt, befindet sich das Mündungsfeuer der Feuerwaffen
in
dem Blickfeld der Infrarot-Detektoren des Zielverfolgungsgerätes. Diese Infrarot-Detektoren
umfassen gewisse Elemente, die für eine Feinverfolgung bestimmt sind, und andere
Elemente, die für eine Grobverfolgung verwendet erden. Bei der normalen Zielverfolgung
bietet das Mündungsfeuer kein l'roblem, solange es nicht in das Blickfeld der für
die Feinverfolgung vorgesenenen Elemente der Detektoranordnung gelangt. Das ansprechen
dieser Detektoren auf das sich wiederholende Mündungsfeuer erzeugt ein Störsignal,
das ausreichend ist, um den Vcrfolgungsvorgang zu unterbrechen, bis sich die Schaltungsanordnung
wieder erholt hat. Diese Unterbrechung kann lang genug sein, um das Ziel zu verlieren,
so daß ein neues 'Luffassen des Zieles erforderlich wird.
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Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Infrarot-Zielverfolgungsgerät
und eine wiederholt abschießbare Feuerwaffe umfassendes System zu schaffen, bei
dem dafür Vorsorge getroffen ist, daß das Mündungsfeuer den VerfolgungsvQrgang des
Infrarot-Zielverfolgungsgerätes nicht unterbrechen kann.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das System
zum Feststellen des Auftretens von Mündungsfeuer in dem Blickfeld des Zielverfolgungsgerätes
eine Anordnung zum Speichern einer Tabelle von Azimut-Abschattungswinkeln in einem
ersten Speicher, eine Anordnung zum Speichern einer Tabelle von Elevations-Abschattungswinkeln
in einem zweiten Speicher, eine hnordnung zum Berechnen der Azimut- und Elevations-Geschützwinkel,
auf die die Feuerwaffe eingestellt werden muß, um ein von dem Zielverfolgungsgerät
aufgefaßtes
Ziel zu treffen, eine Anordnung zum Vergleichen des Azimut-Geschützwinkels mit d-er
in dem ersten Speicher enthaltenen Tabelle von Azimut-iLbschattungswinkeln und Erzeugen
eines ersten Abschattungssignales, wenn der Azimut-Geschützwinkel gleich oder größer
ist als die in der Tabelle enthaltenen Abschattungswinkel, eine Anordnung zum Vergleichen
der Elevations-Geschützwinkel mit der in dem zweiten Speicher enthaltenen Tabelle
von Elevations-hbschattungswinkeln und Erzeugen eines zweiten Abschattungssignales,
wenn der Elevations-Geschützwinkel gleich oder größer ist als die in der Tabelle
enthaltenen Abschattungswinirel, eine Anordnung zur Erzeugung eines das A;bfeuern
der Feuerwaffe auslösenden Signales, wenn die Feuerwaffe die berechneten Azimut-
und Elevationswinkel erreicht hat, und eine Anordnung; der das das Abfeuern auslösende
Signal und die beiden Abschattungssignale zugeführt werden, zur Erzeugung eines
Sperrsignales umfaßt, dessen Dauer größer ist als die Dauer des Mündungsfeuers und
das einer Sperreinrichtung zugeführt wird, die ein Ansprechen des Zielverfolgungsgerätes
während der Dauer des Sperrsignals verhindert.
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Ein nach der Erfindung ausgebildetes System bietet die.
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IEöglichkeit, ungeachtet der Gegenwart eines. intermittierend auftretenden
Mündungsfeuers im Blickfeld des Infrarot-Zielverfolgungsgerätes das Ziel mit Hilfe
dieses Gerätes im wesentlichen kontinuierlich zu verfolgen. Dadurch wird die Wirksamkeit
eines solchen Infrarot-Zielverfolgungsgerätes bedeutend erhöht. Obwohl das Ausblenden
des Infrarot-Videosignales zu einem gewissen Verlust an Verfolgungsdaten führt,
werden hierdurch
die Verfolgungseigenschaften nicht merklich beeinträchtigt,
weil die Verfolgungsdaten in einer Dichte eintreffen, die bedeutend größerist als
die der Schüsse.
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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden
Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele naher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen Fig. 1 die
schematische Darstellung eines Zielverfolgungsgerätes mit Detektoren und von Geschützen,
die veranschaulicht, wie das Mündungsfeuer der Geschütze in das Blickfeld der Detektoren
gelangen kann, und Fig. 2 das Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung.
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Das in Fig. 1 dargestellte System umfaßt ein mit kohärentem Licht
arbeitendes Entfernungsmeßgerät 10 und ein Infrarot-Zielverfolgungsgerät 12, die
beide Zielverfolgungsinformationen an einen Feuerleitrechner 14 liefern. Der Feuerleitrechner
14 verarbeitet die erhaltenen Informationen und richtet die Geschütze 16 in Abhängigkeit
von den verarbeiteten Informationen auf ein Ziel. Dann liefert er ein Feuersignal.
Im Verfolgungsbetrieb wird das Richten der Geschütze von dem Infrarot-Zielverfolgungsgerät
12 gesteuert. Nachdem das Ziel aufgefaßt ist, steuert der Rechner das Richten der
Geschütze.
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Sowohl das Zielverfolgungsgerät als auch die Geschütze sind beweglich.
Das Zielverfolgungsgerät führt eine
Abtastbewegung zum Auffassen
des Zieles aus, wogegen die Geschütze auf das aufgefaßte Ziel richtbar sind.
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Wenn die Geschützte so gerichtet sind, daß das bein Abschießen aus
ihren Mündungen austretende Feuer das Abtastfeld des Verfolgungsgerätes schneidet,
dessen Grenze in Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet sind, so kann, wie
oben dargelegt, das von den Mündungsfeuer verursachte, sehr starke Störsignal die
sich an die Detektoren anschließenden Schaltungsanordnunggendes Zielverfolgungsgerätes
für eine Zeitdauer sättigen, die lang genug ist, um einen Verlust des Zieles zu
verursachen. Infolgedessen muß ein neuer, dem Auffassen eines Zieles dienender Arbeitszyklus
durchlaufen werden.
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Da die meisten Ziele entweder sich bewegende Fahrzeuge oder Flugzeuge
sind, kann das Ergebnis einer Sättigung infolge des im Blickfeld der Detektoren
erscheinenden Mündungsfeuers sehr wohl ein Verlust des Zieles sein.
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Da die Azimut- und Elevationswinkel, in die die Geschütze gerichtet
sind, durch die Befehle des Feuerleitrechners bestimmt werden und da der Feuerleitrechner
auch die zimut- und Elevationswinkel des Blickfeldes des Zielverfolgungsgerätes
kennt, liegen Informationen vor, anhand derer bestimmt werden kann, bei welchen
hzinut-und Elevationswinkeln der Geschütze das Mündungsfeuer das Blickfeld des Zielverfolgungsgerätes
schneidet un dadurch Störungen verursachen kann.
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Das Mündungsfeuer wird unter den ungünstigsten Bedingungen eine Länge
von 1 m nicht überschreiten. Die Geschützlänge zuzüglich 1 m Mündungsfeuerlänge
bestimmt einen speziellen
Satz von Elevations-Differenzwinkeln,
für die eine mugliche Überschneidung mit dem Blickfeld des Zielverfolgungsgerätes
existiert. Der Differenzwinkel ist die Differenz im Winkel zwischen dem Zielverfolgungsgerät
und den Elevationswinkel des Geschützes, denn es besteht zvJischen diesen beiden
im Betrieb ein gewisser Unterschied.
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Die andere notwendige Bedingung besteht darin, daß der Vorhaltewinkel
des Geschützes im Azimut zwischen bestimmte Vierte fällt. Demgemäß ist es lediglich
erforderlich, diese "Abschattungs"-Winkel in den Speicher des Rechners einzugeben
und diese Winkel mit den berechneten Richtwinkeln fiir daß Geschütz zu vergleichen0
Wenn diese berechneten Richtwinkel in den Bereich der Abschattungs-Winkel fallen,
dann kann ein Sperrsignal geeigneter Dauer erzeugt werden, wenn der Feuerleitrechner
einen Feuerbefehl abgibt, und es kann dieses Sperrsignal dazu benutzt werden, die
Torschaltungen des Feuerleitgerätes und das mit kohärentem Licht arbeitende Entfernungameßgerät
zu sperren.
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Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer hierfür geeigneten unordnung.
Das Zielverfolgungsgerät 12 liefert als sein Ausgangssignal den Elevationswinkel
des Zieles. Der Azinutwinkel des Zieles und die Information, aus der die Geschwindigkeit
berechnet werden kann, wird von dem mit kohärentem Licht arbeitenden Entfernungsmeßgerät
10 geliefert. Diese Information wird von dem Teil des Feuerleitrechners 14 verarbeitet,
der als Vorhaltewinkelrechner 72 bezeichnet werden kann. Das Ausgangssignal dieses
Teiles des Rechners umfaßt ignale für den Azimut-und den Vorhaltewinkel, d.h. den
Azimut-Geschützwinkel, sowie die Elevation zuzüglich Vorhaltewinkel, d.h. den Elevations-Geschützwinkel.
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Dic Azimut-Abschattungswinkel können in einem getrennten Speicher
oder einem besonderen Teil des Speichers des Feuerleitrechners enthalten sein, der
als Azimut-Tabellenspeicher 74 bezeichnet ist. Bei diesem Speicher kann es sich
entweder um eine l.agnettrommel oder -scheibe oder einen zyklisch auslesbaren Speicher
handeln, dessen an ein Register 76 geliefertes Ausgangssignal die hzimut-Abschattungswinkel
umfaßt. Das Ausgangs signal des Registers 76 wird einer Vergleichsschaltung 78 Zugeführt.
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Das andere Eingangssignal der Vergleichsschaltung 78 wird von dem
Inhalt eines Registers 80 gebildet, in das von dem Vorhaltewinkelrechner die Azimut-Geschützwinkel
eingegeben werden.
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Die VergleIchsschaltung 78 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn der Azimut-Geschützwinkel
gleich oder größer ist als die Winkel, die aus dem Azimut-Tabellenspeicher ausgelesen
werden. Das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 78 vrird dann einem UND-Glied
82 zugeführt.
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Ein lslevations-Dabellenspeicher 84 speichert die Elevations-kbschattungswinkel.
Das Ausgangssignal dieses Elevations-Tabellenspeichers wird einem Register 86 zugeführt,
das seinerseits seinen Inhalt einer Vergleichsschaltung 88 liefert. Der Elevations-Geschützwinkel
wird von dem Vorhaltewinkelrechner einer Differenzschaltung 85 zugeführt, die auch
den Elevationswinkel vom Entfernungsmeßgerät 10 empfängt. Das den Elevations-Differenzwinkel
darstellende Ausgangssignal der Differenzschaltung 85 wird in ein Register 90 eingegeben.
Dieses
Register führt sein husgangssignal der Vergleichsschal tung
88 zu. Die Vergleichsschaltung 88 liefert ein Ausgangssignal, wenn der Elevations-Differenzwinkel
gleich oder größer ist als die Winkel, die in das mit den Elevations-Tabellenspeicher
84 verbundene Register 86 eingegeben werden. Das Ausgangssignal der Vergleichs schaltung
88 wird ebenfalls dem oben erwähnten UND-Glied 82 zugeführte Es sei besonders erwähnt,
daß die Auslesegeschwindigkeit sowohl aus dem Azimut-Tabellenspeicher als auch aus
dem Elevations-Tabellenspeicher groß genug sein muß, um die Tabelle für jeden Winkel,
mit dem sie verglichen werden muß, einmal vollständig auszulesen.
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Die Geschützsteuereinrichtungen im Geschützturm erhalten einen Feuerbefehl
von dem Feuerrechner 92, der ein Teil des Feuerleitrechners 14 ist und ein Feuerbereitschaftssignal
von der Geschutzturmsteuerung 73 erhält. Der Feuerrechner 92 liefert dann den Feuerbefehl
an die Geschützturmsteuerung 73 und außerdem an eine monostabile 10 ms-Kippstufe
94. Diese Kippstufe liefert einen Ausgangsimpuls von 10 ms Dauer an ein UND-Glied
96. Das UND-Glied 96 ist vorbereitet, wenn es ein Ausgangssignal von dem UND-Glied
82 empfängt. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 96 ist ein Sperrsignal, das sowohl
die Torschaltungen des Zielverfolgungsgerätes 12 als auch das Entfernungsmeßgerät
10 für eine Dauer von 10 ms sperrt. Es besteht eine ausreichende Verzögerung zwischen
dem Auftreten des Sperrsignales und der Zeit, zu der die geschützte auf den Feuerbefehl
reagieren, so daß die Schaltungsanordnungen
des Zielverfolgungsgerätes
12 noch vor dem Auftreten des Mündungsfeuers gesperrt werden und die Sperrung bis
nach dem Abklingen des Mündungsfeuers anhält. Feuerleitrechner der hier beschriebenen
Art sind bekannt und werden daher hier nicht im einzelnen behandelt.
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Ein Beispiel für ein Infrarot-Zielverfolgungsgerät der oben erwähnten
Art, das in einem System nach der Erfindung benutzt werden kann, ist in der deutschen
Patentanmeldung P 20 21 816.0 vom 5. Mai 1970 beschrieben und dargestellt.
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Weiterhin ist ein für das erfindungsgemäße System geeignetes, mit
kohärentem Licht arbeitendes Entfernungsmeßgerät in der deutschen Patentanmeldurg
P 20 21 817.1 vom 5. Mai 1970 behandelt.