DE2445478C3 - 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 I-R-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 Mehrfachziele, weil sie während ihrer Anflugphase mit einem gewissen Fehlerkorridor in das Zielgebiet gelangen, in dem eine Vielzahl von Land-, Seezielen operiert.

Auch ist uns der deutschen Patentschrift 9 77 370 ein 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 s 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 vonoyft'lenden Leitflug-

körper abhängig sind, der selbst vo..Y?.iier Fernlenkstelle geleitet wird. Ein Ausfall des Leitflugkörpers, der Fernlenkstelle oder der Kommunikation zwischen beiden kann dabei zur Führungslosigkeit der in ein Zielgebiet zu leitenden Flugkörper führen.

'S 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 soli jeweils nur ein Flugkörper durch autonome Zielselektion auf ein Ziel treffen, d. h. ein Treffen mehrerer Flugkörper auf nur ein Ziei 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 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 Flugkörpern, 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 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 Anflugriehtiing auf ein im Schwenkwin-

kel O des Sensors befindliches Ziel 1; Flugkörper Nr. 2 auf ein vom Schwenkwinkel Q um einen Winkel <%i nach Steuerbord versetztes Ziel Nr. 2; Flugkörper Nr. 3 auf ein vom Schwenkwinkel 0 um einen Winkel «2 nach Steuerbord versetztes Ziel Nr. 3; Flugkörper Nr. 4 auf ein vom Schwenkwinkel 0 um einen Winkel «3 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 erläutert:

F i g. 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 in F i g. 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 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_x, 3a_y fließen. Die hierin gewonnenen Geschwindigkeitswerte V_x, V_y fließen als Signale in einen Navigationsrechner 4 mit Programmspeicher für die automatische Flugsteuerung, Zielselektion, Zielauffassung und Kompensation 4a, Ab, Ac, Ad. Zugleich wird darin ein Signal ψ aus der Plattform 3 in die Navigationsplattform 4 abgegeben. In ein nachgeschaltetes Stellsystem 5 mit darin enthaltenen Ruderstellmotoren 5c, 5b und einem Stellmotor Sa für die Suchkopfantenne (in der Skizze nicht besonders dargestellt) fließen die Signale a_rom für die Ausrichtung des Suchkopfes 6, O_x com und ö_y „,„, für die Steuerung des Flugkörpers 5'. Vom Stellsystem 5 aus erfolgen die Steuerbewegungen ot_err für den Suchkopf 6, &_{x e}/r und öy eff für den Flugkörper 5'. Der Regelkreis wird durch die Messung der Flugzustandsgrößen b_x err, b_{y c}rr, (O_x en.

Wy df und (uzeff mittels den Sensoren 3a_x, 3a_y und 3b_x, 3by, 36_z(Navigationssystem) geschlossen.

Diese in das Stellsystem 5 eingehenden Signale tXcom, öxcom, öycom bewirken die Lenkdynamik für die Ruder des Flugkörpers S', wobei das Signal «com dem Suchkopf 6 für dessen Zielauffassung zugeführt wird. Vom Suchkopf 6 werden wiederum Signale für den Sichtlinienwinkel 0 und die Sichtliniendrehgeschwindigkeit σ dem Navigationsrechner 4 rückgeführt Vom Suchkopf 6 werden wiederum über einen auf dessen azimutaler Schwenkachse (in der Figur nicht dargestellt) angeordneten Winkelcodierer 7 Signale für den Sichtlinienwinkel ο und die Sichtliniendrehgeschwindigkeit ο 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 anfallenden Werte mit dem vorgewählten und als Sollwert geltenden Flugpro 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 abgeleitete individuelle Zielanflug sichergestellt ist.

Aus dem in F i g. 2 ersichtlichen Anflugschema 8 ist ein Flugkörperverband 9 auf einen für eine Landungsoperation gegen einen Küstenstreifen 10 bereitgestellten Schiffsverband 11 angesetzt. Die einzelnen Flugkör- per werden von den längs der Küste 12 in unterschiedlicher Entfernung installierten Startbasen 13 gestartet und fliegen auf Grund ihres eingegebenen Flugprogrammes zunächst in Richtung eines Sammelpunktes 14, in dem sie sich zu dem Flugkörperverband 9 formieren und sich so in Hauptanflugrichtung 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. 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 anflie- genden 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 Zielselektion durch mit einer Programmlenkung und einer Zielsuchlenkung ausgerüstete Lenkflugkörper, die in einer Vielzahl auf mehrere Ziele, insbesondere Seeziele, angesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer gemeinsamen Ablaufkoordinate (16) 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 (6) eines jeden anfliegenden Flugkörpers die im gesamten azimutalen Schwenkwinkelbereich befindlichen Ziele erfaßt werden, und über einen Winkelcodierer (7) der jeweilige, im Augenblick der Zielerfassung anliegende Azimutschwenkwinkel (<i) des Suchkopfes (6) und die Kurswinkel (<p, #, ψ) des Flugkörpers erfaßt und gespeichert werden und daß nach der Zielregistrierphase die Zielverteilung aus einer bestimmten Anflugrichtung und Anflugkoordänate erfolgt, wobei von der Mitte einer beliebigen Zielverteilung ausgehend durch ein Unterprogramm jedem Flugkörper ein bestimmtes Ziel zugeteilt wird.