DE2445478A1

DE2445478A1 - Verfahren und vorrichtung zur autonomen zielselektion

Info

Publication number: DE2445478A1
Application number: DE19742445478
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Emmerich; Rainer Dipl Ing Henkel; Dieter Dipl Ing Ortlieb; Guenter Zimmermann
Original assignee: Dornier GmbH
Current assignee: Dornier GmbH
Priority date: 1974-09-24
Filing date: 1974-09-24
Publication date: 1976-04-01
Also published as: DE2445478C3; DE2445478B2; GB1478267A

Description

DORNIER GMBH
Friedrichshafen

Reg. 2391

Verfahren und Vorrichtung zur autonomen Z ie lse le kt ion

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur autonomen Zielselektion durch weitreichende, Mit einer Fernlenkung und einem Zielsuchkopf ausgerüstete Lenkflugkörper, die in einer Vielzahl auf mehrere Ziele, insbesondere einer Vielzahl von See- und bzw. oder Luftzielen angesetzt sind.

Bei größeren Ansammlungen von beispielsweise gegnerischen Schiffseinheiten, insbesondere bei Landungsoperationen gilt es, die in einem relativ engen Seegebiet operierenden Schiffsziele abzuwehren. Wegen der hohen Gefährdung werden hierzu u. a. auch unbemannte Flugkörper eingesetzt, wobei der Anflug weitreichender Flugkörper in das Zielgebiet z.B. mittels Trägheitslenkung erfolgt Für die Endphase des Anfluges und für die Zielverfolgung werden am besten und sichersten die an sich bekannten Verfahren der autonomen aktiven und passiven Zielsuchlenkung angewandt. Während der Abwehr eines aus vielen einzelnen Schiffszielen bestehenden gegnerischen Verbandes besteht die Gefahr, daß die anfliegenden Lenkflugkörper durch ihre Zielsuchköpfe in überwiegender Anzahl

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auf das bzw. die Ziele gelenkt werden, die sich von ihrer Umgebung mit dem größten elektromagnetischen Kontrast (z.B. stärkstes Rückstrahlecho, intensivste JR-Strahlung oder größter optischer Kontrast) abzeichnen. Daraus würde sich ein für das Treffen eines Zieles mehr als notwendiger Überbeschuß ergeben (overkill-Gefahr).

Aus der Praxis sind unbemannte Lenkflugkörper bekannt, die mittels Trägheit3lenkung in ihr Zielgebiet geführt werden und dort mit den Verfahren der automatischen Zielsuchlenkung (homing guidance systems) die Zielverfolgung bis zum Treffen des Zieles fortführen. Problematisch und bisher nicht zufriedenstellend gelöst ist dabei die Zielzuweisung der einzelnen Flugkörper auf Mehr fachziele, weil sie während ihrer Anflugphase mit einem gewissen Fehlerkorridor in das Zielgebiet gelangen, in dem eine Vielzahl von Land-, See- und Luftzielen (z.B. Panzer, Schiffseinheiten, Flugzeuge) operiert.

Auch ist aus der deutschen Patentschrift Nr. 977 370 ein Verfahren zur Sarame!lenkung von unbemannten Flugkörpern bekannt, die mit einem Zielsuchkopf ausgerüstet sind, bei denen der Zielsuchkopf zunächst bis zum Auffaßzeitpunkt seines Zieles auf einen vorauseilenden und von einer Fernlenkstelle aus geleiteten Pfadfinder-Flugkörper anspricht, um dann im Auffaßgebiet selbsttätig seine Zielauswahl und -verteilung vorzunehmen. Nachteilig ist hier, daß die Flugkörper von einem ihnen vorauseilenden Le itflugkörper abhängig sind, der selbst von einer Fernlenkstelle geleitet wird. Ein Ausfall des Leitflugkörpers, der Fernlenkstelle oder der Kommunikation zwischen beiden kann dabei zur FUhrungslosigkeit der in ein Zielgebiet zu leitenden Flugkörper führen.

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Davon ausgehend war es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mittels derer eine Vielzahl von unbemannten autonom gelenkten Flugkörpern in ein Zielgebiet gelenkt werden können, das in seiner Umgebung hochgradig störaktiv ist und dadurch gegen deren Zielanflug abgeschirmt wird. Damit sollte jeweils nur ein Flugkörper durch autonome Zielselektion auf ein Ziel treffen, d. h. ein Treffen mehrerer Flugkörper auf nur ein Ziel vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer gemeinsamen Ablaufkoordinate für den Anflug der Flugkörper, bei der in an sich bekannter Weise die Umschaltung von der Anflugphase auf Zielselektion bzw. Zielsuchlenkung erfolgt, eine Zielregistrierphase zwischengeschaltet wird, während der der Zielsuchkopf eines jeden anfliegenden Flugkörpers zunächst über seinen gesamten azimutalen Schwenkwinkelbereich geschwenkt wird, und wobei beim Empfang bzw. Auffassen eine s Zielsignals durch eine Suchelektronik über einen zusätzlichen an sich bekannten Winkelencoder _xjeweilige_y

der^vim Augenblick des Signalempfangs bzw. der Signalauffassung anliegende Azimutschwenkwinkel des Suchkopfes und der Kurswinkel des Flugkörpers in einen Speicher eines Bord- und Navigationsrechners übertragen und gespeichert wird und daß die Suchelektronik eines jeden anfliegenden Flugkörpers nach der Zielregistrierphase über die Zielverteilung aus einer bestimmten Anflugrichtung und Anflugkoordinate informiert ist, wobei die Zielselektion vorzugsweise von der Mitte einer beliebigen Zielverteilung ausgeht. In der weiteren Ausbildung sieht die Erfindung vor, daß der Winkelencoder auf der azimutalen Schwenkachse des Suchkopfes angeordnet ist. Vorteilhafterweise arbeitet der Winkelencoder digital.

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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Anflug und die Zielselektion der einzelnen Flugkörper auf ihre Ziele elektronisch stumm und störsicher ist. Damit sind sowohl aktive als auch passive Zielsuchköpfe anwendbar. Ferner entfällt ein koordinierender Funkverkehr zwischen den einzelnen gleichzeitig auf ein Zielgebiet zufliegenden Flugkörper, wobei sie dadurch zugleich von einen.äußeren Funkleitverfahren unabhängig sind. Äußere Zielmarkierungen durch Beleuchter oder eine Beobachtungsstation im Zielgebiet für die Zielzuweisung werden nicht benötigt. Schließlich wird damit die Gefahr eines Überbeschusses auf ein oder nur wenige Ziele weitgehend abgebaut.

Vor dem Start eines Flugkörperverbandes erhält jeder Flugkörper ein festgelegtes Zielselektionsprogramm, mit dessen Hilfe jeder einzelne Flugkörper das ihm im Zielgebiet von seinem Suchkopf zugewiesene bzw. ausgewählte Ziel ansteuert. Dabei wird dieses oder ein anderes Zielselektionsprogramm als Unterprogramm während der Zielselektionsphase im Bordrechner eines jeden Flugkörpers zur Zielzuordnung abgerufen. Die Zielzuweisung selbst erfolgt dann durch dieses Unterprogramm, in dem der Suchkopf eines jeden Flugkörpers nach der Zielregistrierphase auf das vorbestimmte Ziel eingewiesen wird und das Ziel erneut auffaßt. Zum Beispiel steuert Flugkörper Nr. 1 aus der vorgegebenen Anflugrichtung auf ein in Schwenkwinkel 0 des Sensors befindliches Ziel 1; Flugkörper Nr. 2 auf ein vom Schwenkwinkel 0 um einen Winkel CC - nach Steuerbord versetztes Ziel Nr. 2; Flugkörper Nr. 3 auf ein vom Schwenkwinkel 0 um einen Winkel oi nach - Steuerbord versetztes Ziel Nr. 3; Flugkörper Nr. 4 auf ein vom Schwenkwinkel 0 um einen Winkel oC ₃ nach Backbord versetztes Ziel Nr. 4 usw. Das individuelle

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Ansteuern der einzelnen Flugkörper geschieht mittels ihres Suchkopfes .

Ein Ausführungsbeispiel ist nachfolgend beschrieben und durch Skizzen erläutert:
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm für eine autonome Zielselektion

von Flugkörpern,
Fig. 2 zeigt ein Anflugschema eines Flugkörperverbandes auf einen

Schiffsverband.

Das in Fig. 1 dargestellte Blockdiagramm 1 stellt die schematische Anordnung von einzelnen Komponenten dar, die ein Flugkörper zur automatischen Zielselektion an Bord mitführt. Danach wird zur Lenkung eines Flugkörpers während seines Anfluges in ein Zielgebiet die Tr äghe its lenkung angewandt. Die während des Fluges innerhalb des Flugkörpers auftretenden Trägheitskräfte werden laufend gemessen. Aus diesen so gewonnenen Meßwerten werden die für die Navigation des Flugkörpers erforderlichen Parameter wie augenblicklicher Standort, Geschwindigkeit, zurückgelegter Weg, Entfernung und Richtung zum Zielgebiet abgeleitet. Dabei erfolgt die Fremdausrichtung über einen nordsuchenden Kreisel 2, dessen Werte in eine aus drei Rahmen, drei Kreisel mit zwei Freiheitsgraden und zwei Beschleunigungsmessern bestehende Plattform 3 fließen.

Die hierin gewonnenen Geschwindigkeitswerte V , V fließen in

χ y

einen Navigationsrechner 4, der zugleich Speicher für Programme, Bahnführungssignale, Zielselektion, Zielauffassung und Kompensation ist. Zugleich wird darin ein Signal γ der aus der Plattform 3 abgegebenen und in einen nachgeschalteten Flugregler 5 für die Lagewinkel φ , F _t y , eingespeisten drei Signale verarbeitet.

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Diese in den Flugkörper 5 eingehenden Signale bewirken die Lenkdynamik fUr die Ruder des Flugkörpers, wobei daraus ein Signal χ dem Suchkopf 6 für dessen Zielauffassung und Zielsuchlenkung zugeführt wird. Vom Suchkopf 6 werden wiederum einerseits Signale für den Sichtlinienwinkel fr und die Sichtliniendrehgeschwindigkeit & dem Flugregler 5, andererseits ein Signal für den Schwenkwinkel d des Suchkopfes 6 über einen auf dessen azimutalen Schwenkachse (in der Fig. nicht dargestellt) angeordneten Winkelencoder 7 dem Navigationsrechner 4 rückgeführt. Vom Flugregler bzw. Flugkörper wiederum werden Signale für die während des Fluges am Flugkörper auftretenden Dreh- und Translationsbeschleunigung

⁶^v* cw , at- und b , b , b der Plattform 3 zugeführt, wohin χ y ζ χ y ζ

zugleich auch vom Navigationsrechner 4 Konpensationssignale C gelangen .

Nach dem Start der Flugkörper und während ihres Anfluges in ihr Zielgebiet (siehe Fig. 2) werden alle aus den in den einzelnen Flugkörpern installierten Komponenten in Form von Signalen anfallenden Werte mit dem vorgewählten und als Sollwert geltenden Flugprogramm bzw. untereinander laufend verglichen. Dadurch wird die vorgegebene Flugbahn von Start bis Ziel des Flugkörpers optimal eingehalten, so daß nach Erreichen des Zielgebietes und nach der Zielauffassung eines jeden Flugkörpers die Zielselektion und der daraus abgeleitete individuelle Zielanflug sichergestellt ist.

Aus dem in Fig. 2 ersichtlichen Anflugscheaa 8 ist ein Flugkörperverband 9 auf einen für eine Landungsoperation gegen einen Küstenstreifen 10 bereitgestellten Schiffsverband 11 angesetzt. Die einzelnen Flugkörper werden von den längs der Küste 12 in

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unterschiedlicher Entfernung installierten Startbasen 13 gestartet und fliegen auf Grund ihres eingegebenen Flugprogramines zunächst in Richtung eines Sammelpunktes 14 in dem sie sich zu dem Flugkörperverband 9 formieren und sich so in Ilaupf t anf lugricht ung 15 zunächst bis zu einer gemeinsamen Ablaufkoordinate 16 bewegen. Ist diese erreicht, so wird der Suchkopf 6 eines jeden Flugkörpers automatisch eingeschaltet. Dabei sucht zunächst jeder Flugkörper bzw. sein Suchkopf über seinen gesamten Schwenkwinkelbereich. Ist ein Ziel aufgefaßt, so wird die Lage des Zieles in Form der Daten für den jeweiligen Schwenkwinkel und des jeweiligen Kurswinkels des Flugkörpers im Navigationsrechner .4 (Fig. 1) gespeichert. Haben alle anfliegenden Flugkörper ihre Ziele aufgefaßt bzw. registriert, so wählt jeder Flugkörper nach einem vor seinem Start eingegebenen Programm für die Zielselektion sein individuelles Ziel aus und fliegt es an.

18. September 1974
KJ 10/Krf/

9814/0653

Claims

Reg. 2391

Patentansprüche :

1.) Verfahren und Vorrichtung zur autonomen Zielselektion durch weitreichende, mit einer Fernlenkung und einen Zielsuchkopf ausgerüstete Lenkflugkörper, die in einer Vielzahl auf mehrere Ziele, insbesondere einer Vielzahl von See- und bzw. oder Luftzielen angesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer gemeinsamen Ablaufkoordinate (16) für den Anflug der Flugkörper, bei der in an sich bekannter Weise die Umschaltung von der Anflugphase auf Zielselektion bzw. Zielsuchlenkung erfolgt, eine ZieIregistrierphase zwischengeschaltet wird, während der der Zielsuchkopf (6) eines jeden anfliegenden Flugkörpers zunächst über seinen gesamten azimutalen Schwenkwinkelbereich ( ά ) geschwenkt wird und wobei beim Empfang bzw. Auffassen eines Zielsignals durch eine Suchelektronik über einen zusätz-

jili

liehen an sich bekannten Winkelencoder (7) der⁷im Augenblick des Signalempfanges bzw. der Signalauffassung anliegende Azimutschwenkwinkel (^) des Suchkopfes (6) und der Kurswinkel ((Jt₁ αλ_/ γ ) des Flugkörpers in einen Speicher eines Bord- und Navigationsrechners (4) übertragen und gespeichert wird und daß die Suchelektronik eines jeden anfliegenden Flugkörpers nach der Zielregistrierphase über die Zielverteilung aus einer bestimmten Anflugrichtung und Anflugkoordinate informiert ist, wobei die Zielselektion vorzugsweise von der Mitte einer beliebigen Zielverteilung ausgeht.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelencoder (7) auf der azimutalen Schwenkachse des Suchkopfes (6) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelencoder (7) digital arbeitet.

18. September 1974
KJ 10/Hr/ke

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