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Verfahren und Feuerleitsystem zum Leiten eines ein Bodenziel angreifenden
Eampiflugzeugs Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Feuerleitsystem
zum Leiten eines ein Bodenziel angreifenden Kampfflugzeugs unter Verwendung eines
die Schrägentfernung des Bodenziels gegenüber dem Flugzeug messenden Entfernungsmessers,
eines die Positionen des Flugzeugs und deren jeweilige zeitliche Änderung zu vorangegangenen
Zeitpunkten speichernden Navigationssystems, eines die Positionen des Flugzeugs
und deren jeweilige zeitliche Änderung zum derzeitigen Zeitpunkt ermittelnden Luftdatensystems,
eines Positionen zu zukünftigen Zeitpunkten aufgrund der Positionen des Flugzeugs
und deren Jeweiliger aeitlicher Änderung zu den vorausgegangenen Zeitpunkten und
dem derzeitigen Zeitpunkt errechnenden Rechners, eines Darstellgeräts, welches den
Azimut- und Elevationswinkel des Entfernungsmessers und des dargestellten Ziels
darstellt, und eines die Waffen des Flugzeugs auslösenden Waffenkontrollgeräts.
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Ein entaprechendes Feuerleitsystem ist bekannt (DT-AS 1 155 032).
Hierbei kann zwar das Bodenziel in einem Kurvenflug angeflogen werden, jedoch müssen
die Waffen im Geradeausflug ausgelöst werden. Das Kampfflugzeug muß daher kurze
Zeit vor der Waffenauslösung gerade auf das Ziel zuflicgen. Hieraus ergibt sich
für das angreifende Kampfflugzeug der Hachteil, daß das angegriffene Bodenziel oder
eine Verteidigungseinrichtung hierfür sich auf den Angriff vorbereiten und Abwehrmaßnahmen
treffen konn.
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Handelt es sich bei den Abwehrmiteln beispielsweise um Fliegerabwehrkanonen,
so können diese aufgrund der sogenannten Flak-Hypothese mittels eines Flaks-Rechners
so gesteuert werden, daß ein Abschuß des Kampfflugzeugs mit großer Wahrscheinlichkeit
erreicht wird. Die Flak-Hypothese besagt, daß das angreifende Kampfflugzeug eine
kurze Zeit vor dem Waffenauslösepunkt gerade aus fliegt. Weiter hat die Notwendigkeit
eines Geradeausflugs vor der Waffenauslösung den Nachteil, daß eine Bekämpfung von
Bodenzielen in vielen Fällen nicht erfolgen kann, da es den Flugzeugführer in vielen
Fällen unmöglich ist, die Waffenauslösung in einem Geradeausflug vorzunehmen, wenn
er das Ziel erst in geringer Entfernung erkennen kann und infolgedessen zu wenig
Zeit besitzt, um eine Zielkorrektur durchfUhrcn zu können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Leiten
dines ein Bodenziel angreifenden Xampfflugzeugs anzugeben, bei dem die Notwendigkeit
eines Geradeausflugs vor der Waffenauslösung -vermieden ist.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß mittels des Rechners die sich für den derzeitigen
und für die zukünftigen Zeitpunkte ergebenden Waffenauftreffpunkte am Boden errechnet
werden, daß die Position des Bodenziels und eine die Waffenauftreffpunkte verbindende
Waffenauftrefflinie mittels des Darstellgeräts dargestellt werden, daß auf der dargestellten
Waffenauftrefflinie der der derzeitigen Position entsprechende Waffenauftreffpunkt
markiert wird, daß der P'lugzeugführer durch Flugzeugmanöver die Waffenauftrefflinie
auf dem Darstellgerät mit der ersichtlichen oder dareestellten Position des Bodenziels
zum Schnitt bringt und daß die Waffen ausgelöst werden, wenn sich die Markierung
des der derzeitigen Position entsprechenden Waffenauftreffpunkts mit der dargestellten
Position des Bodenziels deckt.
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Bei dem erfindungsgeinäßen Verfahren können auch in einem Kurveuflug
as Waffen treffsicher ausgelöst werden.
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Dies bedeutet einen hngriffsflugweg, bei dem die oben erwähnte Flak-Hypothese
nicht zutrifft. Dadurch wird die Abschußwahrscheinlichkeit des Kampfflugzeuges herabgesetzt
und die Wahrscheinlichkeit der Missionserfüllung erhöht. Auch wird die Zeit verringert,
die nach Erkennung des Bodenziels zur Fluglugekorrektur erforderlich ist, da im
allgemeinen durch verschiedene Manöver eine Deckung der Waffenauftrefflinie mit
dem Bodenziel-'erreicht werden kann, ohne daß die schwierige Steuerung auf Geradeausflug
erforderlich ist.
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Um die Berechnung der Waffenauftreffpunkte zu vereinfachen, kann gemäß
einer Ausgestaltung so vorgegangen werden, daß l:ittels des Rechners aufgrund der
Positionen des Flugzeugs ud deren jeweiliger zeitlicher Änderung zu den vorausgegangenen
Zeitpunkten und zu dem derzeitigen Zeitpunkt einige,
beispielsweise
drei, zukünftige Waffenauftreffpunkte berechnet werden und daß weitere Waffenauftreffpunkte
zu dazwischen liegenden zukünftigen Zeitpunkten mittels des Rechners aufgrund eines
den Verlauf der Waffenauftrefflinie approximierenden Polynoms errechnet werden.
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'Um die Darstellung der Waffenauftrefflinie auf dem Darstellgerät
zu vereinfachen, kann die Waffenauftrefflinie als eine Folge von die zukünftigen
Waffenauftreffpunkte verbindenden geraden Strecken dargestellt werden.
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Um bei der Errechnung der Position (Entfernung und Höhe) des Bodenziels
und des Verlaufs der Waffenauftrefflinie vergleichbare Maßstäbe zu erreichen, die
dem Flugzeugführer die Lagebeurteilung erleichtern, wird vorzugsweise mittels des
Entfernungsmessers im Ruhezustand die Entfernung eines in Flugrichtung zeitlich
hinter dem der derzeitigen Position entsprechenden Waffenauftreffpunkt liegenden
Entfernungsmeßpunktes der Waffenauftrefflinie gemessen, wird auf der dargestellten
Waffenauftrefflinie dieser Entfernungsmeßpunkt markiert und werden bei Deckung der
Markierung des Entfenxngsmeßpunktes mit der sichbaren oder dargestellten Position
des Bodenziels dessen Schrägentfernung dem Rechner eingegeben. Der Azimut- und ElevatiaEs
winkel des Entfernungsmessers werden entsprechend den Flugzeugbewegungen immer neu
errechnet. Die Marke des Entfernungsmessers im Darstellgerät ist also immer mit
dem sichtbaren Ziel oder der dargestellten Position des Ziels in Deckung.
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Die Auslösung der Waffen erfolgt vorzugsweise automatisch wenn sich
die Markierung des der derzeitigen Position entsprechenden Waffenauftreffpunkts
mit dem sichtbaren Ziel oder der dargestellten Position des Bodenziels deckt.
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Ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes Feuerleitsystem
weist als Rechner einen digitalen Rechner auf, weil dieser bei gegebener Präzision
gegenüber einem Analogrechner die Berechnung der einzelnen zukünftigen Waffenauftreffpunkte
mit gerigerem Aufwand vornehmen kann.
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Der Rechner befindet sich vorzugsweise an Bord des Flugzeugs, damit
eine aufwendige Informationsübermittlung von dem Flugzeug zum Boden und zurück entfällt.
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Wird gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens auf dem Darstellgerät
ein Entfrnungsmeßpunkt markiert, so ist der Entfernungsmesser ständig auf einen
zeitlich nach dem der derzeitigen Position entsprechenden Auftreffpunkt überflogenen
Punkt der Waffenauftrefflinie gerichtet. Als Entfernungsmesser wird vorzugsweise
ein Radargerät oder ein Laserentfernungsmesser verwendet. Auch ist es möglich, wenn
ein solcher Entferungsmesser nicht benutzt werden kann, einen Radichöhenmesser zur
Flughöhenbestimmung zu benutzen.
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Falls mehrere Höhenmesser zur Verfügung stehen, wird durch die Wahl
des Entfernungsmessers entschieden, welcher Höhenwert für die Berechnung des Bombenauftreffpunktes
benutzt wird.
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Sollte der Radar-bzw. Laserentfernungsmesser z.B. durch eine Störung
ausfallen, so kann von dem Rechner automatisch statt dessen die vor; dem Radiohöhenmesser
gelieferte Höheninformation verwendet werden.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert,
in denen die Wirkungsweise des Verfahrens und
Teile eines Ausfthrungsbeispiels
eines entsprechenden Feuerleitsystems dargestellt sind. Es zeigen: Fig.1 eine graphische
Darstellung zur Erläuterung der Gewinnung der Waffenauftrefflinie; Fig.2 in perspektivischer
Darstellung eine Kampfsituation; Fig.3 bis 6 das auf einem Darstellgerät erscheinende
Bild im Verlauf eines Angriffs auf ein Bodenziel; Fig.7 in gemeinsamer Darstellung
verschiedenen Fluglagen entsprechende Bilder auf dem Darstellungsgerät; Fig.8 ein
Signalflußdiagramm eines erfindungsgemäßen Feuerleitsystems.
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In Fig.1 ist in einer horizontalen, der Erdoberfläche entsprechenden
Ebene als Kurve 10 der Flugweg eines angreifenden Flugzeugs über Grund dargestellt.
Zum derzeitigen Zeitpunkt, d.h. zur Zeit t : 0, befindet sich die Maschine an der
entsprechend gekennzeichneten Stelle. Zu vorausgegangenen Zeitpunkten, die sich
jeweils um ein festes Zeitintervall T unterscheiden,hat sich das Flugzeug an den
mit - 1T, -2T . nT bezeichneten Stellen befunden.
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Aufgrund der entsprechenden, vom Navigationssystem erhaltenen Positionen
des Flugzeugs zu vergangenen Zeitpunkten und zum derzeitigen Zeitpunkt sowie deren
jeweiliger zeitlicher Anderung und den dazugehörenden Geschwindigkeits-, H6hen-
und Bahnwinkel-Werten errechnet der Rechner die zukünftigen Positionen des Flugzeugs
zu den Zeiten +1T, +2T und +3T. Weiterwerden aufgrund der genannten Werte die sich
für jede zukünftige Position ergebenden
Waffenflugweiten errechnet.
Hierdurch werden die zukünftigen Waffenauftreffpunkte am Boden errechnet, die auf
einer Waffenauftrefflinie 11 liegen. Weitere Waffenauftreffpunkte zu dazwischenliegenden
Zeitpunkten können durch ein Polynom approximiert werden. Auf diese Weise werden
alle für die Anzeige auf dem Darstellgerät notwendigen Punkte-der Waffenauftrefflinie
berechnet. Diese Punkte werden - durch gerade Strecken verbunden - entsprechend
der Skalierung auf dem Darstellgerät angezeigt. Die dargestellte Waffenauftrefflinie
zeigt dem Flugzeugführer an, wo die ausgelösten Waffen am Boden auftreffen würden,
wenn der Flugzeugführer die momentane Fluglage beibehält.
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In Fig.2 ist der tatsächliche Flugweg eines Kampfflugzeugs, dessen
Flugweg über Grund und die entsprechende Waffenauftrefflinie, im vorliegenden Fall
die Bombenauftrefflinie, erkennbar. Weiter ist als Bodenziel ein Flak-Panzer dargestellt.
Würde der Pilot eine Bombe zum Zeitpunkt t t auslösen, so würde diese auf der Bombenauftrefflinie
an der mit einem Kreuz gekennzeichneten Stelle auftreffen.
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Die Auslösung muß also zu einem etwas späteren Zeitpunkt erfolgen,
Bei dem bekannten Verfahren wäre hierzu ein kurzzeitiger Geradeausflug erforderlich,
bei dem das Flugzeug durch einen Bahnpunkt AP fliegen würde. Aufgrund der Flak-Hypothese
könnte der Flak-Panzer dann das Flugzeug in diesem Punkt abschießen. Tatsächlich
kann aber aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens das Flugzeug seine Kurvenlage
beibehalten und fliegt durch einen Punkt P, so daß es von dem Flak-Panzer nicht
getroffen wird.
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Im folgenden wird der Verlauf eines Angriffs anhand des in den Figuren
3 bis 6 dargestellten Bilde des Darstellgeräts näher erläutert. Auf dem Darstellgerät
wird die Markierung des der derzeitigen Position entsprechenden Waffenauftreffpunkts
auf
der Darstellungsfläche dargestellt. Das Bild der Waffenauftrefflinie 13 verläuft
ausgehend von dieser Markierung 12 nach oben und ist bei Geradeausflug eine Gerade.
Zusätzlich wird ein Horizont 14 in der Nähe des oberen Rands der Darstellungsfläche
angezeigt, der sich bei Schräglage des Flugzeugs entsprechend um eine feststehende
mittlere Marke 15 neigt. Das Darstellgerät ist somit vom Typ "Head up Display".
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Vor dem Angriff wählt der Flugzeugführer den auszulösenden Waffentyp
und den für die Zielvermessung notwendigen Entfernungsmesser. Weiter werden die
Symbole im Darstellgerät auf die Angriffsymbole umgeschaltet. Die primären Angriffssymbole
sind die Waffenauftrefflinie 13 und die Marke 16 des von dem Entfernungemesser erfassten
Entfernungsineßpunkts.
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Liegt ein mögliches Bodenziel im Sichtbereich des Flugzeugs, so wird
es als Marke 17 auf der Sichtscheibe des Darstellgeräts abgebildet (Blindangriff).
Das Ziel wird somit erkannt. Diese Situation ist in Fig. 3 dargestellt.
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Bei visuellem Angriff ist das Ziel durch das "Head up Display" sichtbar.
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Der Flugzeugführer führt nun Kurvenmanöver aus bis die Waffenauftrefflinie
13, die in Fig. 4 dargestellt ist, die Marke 17 des Bodenziels oder das sichtbare
Bodenziel schneidet. Sobald diese Deckung erreicht ist, muß der Flugzeugführer die
momentane Fluglage beibehalten. Die Marke 17 des Bodenziels wandert nun entlang
der Waffenauftrefflinie 13 auf die Marke 16 des Entfernungsmessers zu.
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Ist gemäß Fig. 5 die-Deckung zwischen der Marke 16 des Entfernungsmessers
und der Marke 17 des Bodenziels oder das Bodenziel selbst erreicht, so betätigt
der Pilot einen beispielsweise am Steuerknüppel
vorgesehenen Druckknopf,
und der Entfernungsmesser bestimmt die Schrägentfernung zu dem Ziel. Mit dieser
Schrägentfernung vom Darstellgerat und den bekannten Azimuth- und Elevationswinkeln
bestimmt der Rechner die Entfernung zum Ziel und die Höhe des Flugzeugs über dem
Ziel.
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Nach dieser Zielvermessung wandert die. Marke 16 des Entfernungsmessers
zusammen mit der Marke 17 des Bodenziels auf die Markierung 12 des der derzeitigen
Position des Flugzeugs entsprechenden Waffenauftreffpunkts zu. Bei dessen Erreichen,
dargestellt in Fig.6, wird die Waffe automatisch ausgelöst.
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Aufgrund der genauen Zielvermessung in der in Fig.5 dargestellten
Situation kann eine verbesserte Bestimmung der Waffenauftrefflinie erfolgen, worauf
der Flugzeugführer erforderlichenfalls eine erneute, im allgemeinen geringfUgige,
Fluglagenänderung vornimmt.
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Durch verschiedene Kurvenmanöver ergeben sich verschiedene Waffenauftreffliniene
so daß der Flugzeugführer die Waffenauftrefflinie in einfacher Weise mit der Marke
des Bodenziels zum Schnitt bringen kann. Verschiedene Waffenauftrefflinien 13,I3',13
sind in Fig.7 für verschiedene Kurvenlagen und entsprechende Stellungen des Horizonts
14,14t,14" dargestellt, wo jeweils die durch die Kurvenlage bedingte Zentrifugalbeschleunigung
angegeben ist.
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In Fig.8 ist das Signalflußdiagramm des @uerleitsystems dargestellt
Es ist erkennbar, daß das System autark, d.h. ohne Informationsübermittlung vom
Boden her arbeiten kann.