DE2445478B2 - Verfahren zur autonomen zielselektion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur autonomen Zielselektion durch mit einer Programmlenkung und einer Zielsuchlenkung ausgerüstete Lenkflugkörper, die in einer Vielzahl auf mehrere Ziele, insbesondere Seeziele, 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 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.

Aus der Praxis sind unbemannte Lenkflugkörper bekannt, die mittels Trägheitslenkung in ihr Zielgebiet geführt werden und dort mit den Verfahren der automatischen Zielsuchlenkung die Zielverfolgung bis zum Treffen des Zieles fortführen. Problematisch und bisher nicht zufriedenstellend gelöst ist dabei die Zielzuweisung der einzelnen Flugkörper auf Mehrfachzicle. weil sie während ihrer Anflugphase mit einem gewissen Fehlerkorridor in das Zielgebiet gelangen, in dem eine Vielzahl von Land-, Seeziclcn operiert.

Auch ist aus der deutschen Patentschrift 9 77 370 ein Fernlenkstellc oder der Kommunikation zwischen beiden kann dabei zur Führungslosigkeit der in ein Zielgebiet zu leitenden Flugkörper führen.
H Davon ausgehend war es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu entwickeln, mittels dem 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. Dabei soll 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 die Umschaltung von der Anflugphase auf Zielselektion bzw. Zielsuchlenkung erfolgt, eine Zielregistrierphase zwischengeschaltet wird, während der vom Zielsuchkopf eines jeden anfliegenden Flugkörpers die im gesamten azimutalen Schwenkwinkelbereich befindlichen Ziele erfaßt werden und über einen Winkelcodierer der jeweilige im Augenblick der Zielerfassung anliegende Azimutschwenkwinkel des Suchkopfes und die Kurswinkel des Flugkörpers erfaßt und gespeichert werden und daß nach der Zielregistrierphase die Zielverteilung aus einer bestimmten Anflugrichtung und Anflugkoordinate erfolgt, wobei von der Mitte einer beliebigen Zielverteilung, ausgehend durch ein Unterprogramm, jedem

4Q Flugkörper ein bestimmtes Ziel zugeteilt wird.

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 sind. 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 einem 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

h5 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 im Schwenkwin-

kel O des Sensors befindliches Ziel 1; Flugkörper Nr. 2 auf ein vom Schwenkwinkcl 0 um einen Winkel «ι nach Steuerbord versetztes Ziel Nr. 2; Flugkörper Nr. 3 auf ein vom Schwenkwinkel 0 um einen Winkel aj nach Steuerbaord versetztes Ziel Nr. 3; Flugkörper Nr. 4 auf ein vom Schwenkwinkel 0 um einen Winkel cj nach Backbord versetztes Ziel Nr. 4 usw. Das individuelle Ansteuern der einzelnen Flugkörper geschieht mittels ihres Suchkopfes.

Ein Ausführungsbeispiel ist nachfolgend beschrieben und durch Skizzen c\ läutert:

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm für eine autonome Zielselektion von Flugkörpern;

F i g. 2 zeigt ein Anflugschema eines Flugkörper-Verbandes auf einen Schiffs-Verband.

Das m Fig. 1 dargestellte Blockdiagramm 1 stellt die schematische Anordnung von ein/einen Komponenten dar, die ein Flugkörper zur automatischen Zielselektion an Bord mitführt. Danach wird zur Lenkung eines Flugkörpers während seines Anfluges in ein Zielgebiet die Trägheitslenkung 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 als Außenreferenz, dessen Werte in eine aus drei Rahmen, drei Kreisel und zwei Freiheitsgraden und zwei Beschleunigungsmessern bestehende Plattform 3 als Stabilisierungsplattform mit zwei Beschleunigungsmessern oder körperfest angeordnetem Navigationssystem 3a,, 3a_y fließen. Die hierin gewonnenen Geschwindigkeitswerte V₁, V_v fließen als Signale in einen Navigationsrechner 4 mit Programmspeicher für die automatische Flugsteuerung, Zielselektion, Zielauffassung und Kompensation 4a, 4b, 4c, 4d. Zugleich wird darin ein Signal ψ aus der Plattform 3 in die Navigalionsplattform 4 abgegeben. In ein nachgeschaltetes Stellsystem 5 mit darin enthaltenen Ruderstellmotoren 5c, 5£> und einem Stellmotor 5a für die Suchkopfantenne (in der Skizze n'cht besonders dargestellt) fließen die Signale a_c„_m für die Ausrichtung des Suchkopfes 6, ό, _l(im und 6_y «,„, für die Steuerung des Flugkörpers 5'. Vom Stellsystem 5 aus erfolgen die Steuerbewegungen t\_Cii für den Suchkopf 6, ό, _cn und δ_} cn für den Flugkörper 5'. Der Regelkreis wird durch die Messung der Flugzustandsgrößen b_{x c}rr, fc/ rf/, ω» ^, n), crt und ω/,.ff mittels den Sensoren 3;i„ 3;.\ und 3i>„ 3i>,. 3b, (N a vigalionssy stem) geschlossen.

Diese in das Stellsystem 5 eingehenden Signale v,,,,,, 'K₁Vm, <5.h-..hi bewirken die Lenkdynamik für die Ruder :. des Flugkörpers 5', wobei das Signal <v,„„ dem Suchkopf 6 für dessen Zielauffassung zugeführt wird. Vom Suchkopf 6 werden wiederum Signale für den Sichtlinienwinkel (S und die Sichtliniendrehgeschwindigkeit ό dem Navigationsrechner 4 rückgeführt. Vom Suchkopf 6 werden wiederum über einen auf dessen azimutalen Schwenkachse (in der Figur ηil-hι dargestellt) angeordneten Winkelcodierer 7 Signale für Jen Sichtlinienwinkel ό und die Sichiliniengeschwmdigkeit t) dem Navigationsrechner 4 rückgeführt.

Nach dem Start der Flugkörper und während ihres Anfluges in ihr Zielgebiet (siehe F i g. 2) werden alle aus den in den einzelnen Flugkörpern installierten Komponenten in Form von Signalen anfüllenden Werte mit dem vorgewählten und als Sollwert geltenden Flugpro-

2U gramm 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

-5 abgeleitete individuelle Zielanflug sichergestellt ist.

Aus dem in Fig. 2 ersichtlichen Anflugschema 8 ist ein Flugkörperverband 9 auf einen für eine Landungsoperation gegen einen Küstenstreifen 10 bereitgestellten Schiffsvciband 11 angesetzt. Die einzelnen llugkörper werden von den längs der Küste 12 in unterschiedlicher Entfernung installierten Startbasen Π gestartet und fliegen auf Grund ihres eingegebenen Flugprogrammes zunächst in Richtung eines Sammelpunktes 14, in dem sie sich zu dem Flugkörperverband 9 formieren

Vi und sich so in Hauptanfliigrichtung 15 zunächst bis /u 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. 1st 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur autonomen Zielselektii ich mit einer Programmlenkung und einer Ziels .hlenkung ausgerüstete Lenkflugkörper, die in einer Vielzahl auf mehrere Ziele, insbesondere Seeziele, angesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer gemeinsamen Ablaufkoordinat? (16) für den Verfahren zur Sammellenkung 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 Zielsauswahl und -verteilung vorzunehmen. Nachteilig ist hier, daß die Flugkörper von einem ihnen vorauseilenden Leitflug-

   Anflug der Flugkörper, bei der die Umschaltung von io körper abhängig sind, der selbst von einer Fernlcnkstel-■ . π ι r-,■ ι ι ι .· ι rt_, _Ui— ι., geleitet wird. Ein Ausfall des Leittlugkörpers, der

   der Anflugphase auf Zielselektion bzw. Zielsuchlenkung erfolgt, eine Zielregistrierphase zwischengeschaltet wird, während der vom Zielsuchkopf (6) eines jeden anfliegenden Flugkörpers die im gesamten azimutalen Schwenkwinkelbereich (<S) befindlichen Ziele erfaßt werden, und über einen Winkelcodierer (7) der jeweilige im Augenblick der Zielerfassung anliegende Azimutschwenkwinkel (ό) des Suchkopfes (6) und die Kurswinkel (φ, ■&, ψ) des Flugkörpers erfaßt und gespeichert werden und daß nach der Zielregistrierphase die Zielverteilung aus einer bestimmten Anflugrichtung und Anflugkoordinate erfolgt, wobei von der Mitte einer beliebigen Zielverteilung, ausgehend durch ein Unterprogramm, jedem Flugkörper ein bestimmtes Ziel zugeteilt wird.