DE2650380A1

DE2650380A1 - Verfahren zur endphasenlenkung von ballistischen geschossen

Info

Publication number: DE2650380A1
Application number: DE19762650380
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Rer Nat Hesse
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1976-11-03
Filing date: 1976-11-03
Publication date: 1978-05-11
Also published as: FR2370312A1; FR2370312B1; ATA780777A; IT1087845B; US4220296A; GB1595951A; AT352587B; SE7712457L

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH 6 Frankfurt/Main 70, Theodor-Stern-Kei 1

HH 76/17 27. Okt. I976

"Verfahren zur Endphasenlenkung von ballistischen Geschossen"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Endphasenlenkung von ballistischen Geschossen.

Verfahren und Vorrichtungen zur Lenkung von Flugkörpern in vorgegebene Ziele sind an sich bekannt. Sie lassen sich grob einteilen in passive und halb-aktive Verfahren. Bei den erstgenannten Verfahren übermittelt beispielsweise eine Fernsehkamera im Kopf des Projektils ihre Bildinformation über Funk an eine Zentrale, die durch entsprechende Lenksignale das Projektil in das von der Fernsehkamera erfaßte Ziel lenkt. In diesem Zusammenhang wird auf einen Aufsatz von V.K. Zworykin "Flying Torpedo with an Electric Eye",

RCA Review Sept. 19^6 Vol. Ill Nr. 3, Seiten 293-302 hingewiesen. Diese Verfahren sind vom Aufwand bzw. von der Beschleunigungsfestigkeit her gesehen nur für größere bzw. nicht stark beschleunigte Flugkörper mit strategischen Zielen wie Brücken, Raketenstellungen etc. geeignet.

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Weiterhin sind als Lenkmöglichkeiten vom abfeuernden System her sogenannte Strahlreiter-Verfahren (Beam-Rider-Guidance-System) bekannt. (Vergl. Zeitschrift "Luftfahrttechnik" 5 (1959) Nr. 2 vom 15. Febr. Seite 4o in der mittleren Spalte) Bei diesem Verfahren wird mit Hilfe spezieller Projektionseinrichtungen ein Leitstrahl mit angrenzendem seitlichen, derart kodierten Warnbereichen in Richtung der Soll-Position des Flugkörpers gerichtet, daß dieser aus der Kodierung der Warnbereiche selbst Größe und Richtung seiner Abweichung von der Soll-Position ermitteln kann. Als nachteilig an diesem Verfahren muß der elektronische Aufwand im Flugkörper zur Auswertung der Warnsignale angesehen werden.

Sollen dagegen Bomben oder Artilleriegeechosse mit einfacheren Suchköpfen, etwa mit 4 Quadranten-Sensoren, verwendet werden, so ist man auf Punktziele, d. h. entweder auf Wärmeziele mit hohem Temperaturkontrast oder auf aktiv beleuchtete Ziele, etwa mittels eines Laserzielbeleuchters, angewiesen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist darin zu sehen, ein Verfahren zu schaffen, bei dem ohne Zielbeleuchtung und damit verbundenen optischen Aufwand am Geschoß und weiterhin mit einem auf ein Mindestmaß reduzierten elektronischen Aufwand

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am Geschoß ^l eine Bahnkorrektur ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß ein Track-System zum simultanen Analysieren von Zielort und Geschoßposition bezüglich ihrer Winkelkoordinaten eingesetzt wird, daß der von dem Track-System kontinuierlich gelieferte Istwert der Geschoßposition mit einem von einem Peuerleitrechner ermittelten Sollwert ständig verglichen und daraus die Ablage errechnet wird, daß dieser nach Größe und Richtung ermittelte Ablagewert als drahtloses kodiertes Signal an das Geschoß übermittelt wird und daß dieses Signal zusammen mit den Meßwerten über die dynamischen Flugeigenschaften in einen Zündimpuls zur Auslösung einer Bahnkorrektur umgesetzt wird. Damit ist der weitaus größte Anteil der gegenüber einem konventionellen Geschoß anzubringenden Änderungen beim feuernden System und damit ökonomisch eingesetzt* Mit diesem Lenkverfahren können schnelle Artilleriegeschosse (V_n **-* 3 Mach) ohne Suchkopf und ohne optischen Sensor eine Bahnkorrektur dann erhalten, wenn das Geschoß auf seiner ballistischen Bahn das Ziel verfehlen würde.

Eine andere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht darin, daß zum Festlegen der

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Bezugslinie zwischen abfeuerndem System und Ziel ein Bediener (Richtschütze) über einen Riehtgriff die Visierlinie (des Fadenkreuzes) der Kamera ständig auf das Ziel gerichtet hält und daß zur Bestimmung der Ist-Position des Geschosses relativ zur Visierlinie ein Track-System, welches die Leuchtspur des Geschosses verfolgt, eingesetzt wird, daß der von dem Track-System kontinuierlich gelieferte Istwert der Geschoßposition mit einem von einem Feuerleitrechner ermittelten Sollwert ständig verglichen und daraus die Ablage errechnet wird, daß dieser nach Größe und Richtung ermittelte Ablagewert als drahtloses kodiertes Signal an das Geschoß übermittelt wird und daß dieses Signal zusammen mit den Meßwerten über die dynamischen Flugeigenschaften in einen Zündimpuls zur Auslösung einer Bahnkorrektur umgesetzt wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Gefechtssituation, Fig. 2 Funktionsgruppen zur Durchführung des Verfahrens und Fig. 3 eine Monitordarstellung während einer Flugphase.
In Fig. 1 ist mit 1 ein angreifendes Fahrzeug bezeichnet,

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von dem ein Ziel 2 ausgemacht wurde· Die Visierlinie 3 der Kamera des Fahrzeugs 1 ist auf das Ziel gerichtet. Das vom Fahrzeug 1 auf das Ziel abgefeuerte Geschoß 4 bewegt sich auf einer gestrichelt dargestellten Geschoßbahn 5. Infolge von äußeren Einflüssen kann der Fall eintreten, daß das Geschoß auf seiner ballistischen Bahn das Ziel verfehlen würde.

Die Figur 2 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung in Blockdarstellung und umfaßt folgende mit strichpunktierten Linien umrande t e Haupt gruppen:

I. Ein Spezial-Track-System, das aus einem Doppel-Tracker nebst Kamera sowie einem Monitor und einer Bedienungseinrichtung besteht. Der Doppel-Tracker weist zwei unabhängig operierende Kanäle auf, von denen der erste Kanal einem Struktur-Tracker entspricht, wie er für eine Automatisierung des Bekämpfungsvorganges in Zukunft angestrebt wird. Dieser Standard-Tracker wird durch einen zweiten Kanal ergänzt, dessen Ablagewerte intern zur Nachführung eines zweiten Fensters dienen und extern zur Überwachung der Differenzzwischen Soll- und Istwert der Geschoßbahn ausgewertet werden. Als Koordinaten-Ursprung dient die Visierlinie einer Kamera, da diese ständig auf das Ziel gerichtet ist.

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II. Eine elektronische Intelligenz mit den Haupt-Funktionseinheiten Sollbahn-Simulator, Ablageauswertung und Erzeugung des Korrektur-Signals sowie einer Feuerleitschnittstelle. Diese Rechenlcapazität kann in einem sowieso vorhandenen Feuerleitrechner enthalten sein.

III. Eine Übertragungsstrecke mit Sender und Empfänger zur Übermittlung des Korrektursignals. Die Schnittstelle zwischen den system-seitigen und den geschoß-seitigen Baugruppen liegt zwischen Sender und Empfänger, wie in Fig. 2 angedeutet.

IV. Eine Geschoßbaugruppe, bei der eine Auslöselogik die mittels eines Rollage-Sensors phasenrichtige Auslösung eines Korrektur-Signals (Stellglied) bewirkt.

Die Funktion dieser Hauptgruppen I bis IV und ihrer Komponenten soll an einem gedachten Ablauf eines Schußes erläutert werden.

Ist das Ziel 2 (Fig. 1) entdeckt, werden Kamera und Kanone des Fahrzeugs 1 auf dieses Ziel gerichtet. Der Tracker erfaßt das Ziel, so daß die Kamera ständig das Ziel im Fadenkreuz behält, und übermittelt seine Werte an den Feuerleitrechner. Nach erfolgtem Abschuß

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beginnt der Rechner mit der ständigen Ausgabe der Sollbahndaten, während der Tracker mit seinem zweiten Fenster auf Warteposition am Rande des Gesichtsfeldes der Kamera bis der Leuchtsatz des Geschosses beim Auftauchen im Blickfeld der Kamera erfaßt werden kann. Von nun an werden vom Tracker ständig die Daten der Ist-Position des Geschosses zum Ziel ermittelt und mit denen der Sollbahnsimulation verglichen.

Es kann sich unter Umständen als zweckmäßig er weisen, die Sollbahn-Positionen vorweg mit einer Reihe von Stützwerten zu berechnen und abzuspeichern, um, sobald das Geschoß ins Gesichtsfeld der Kamera kommt und getreckt wird, mehr Zeit für den Soll/Istwert- Vergleich und damit verbundene Rechenschritte zu haben.

Ergibt sich, daß die Diskrepanz zwischen den Soll- und Istwerten so groß ist, daß kein Treffer mehr erzielt wird, muß ein Korrektursignal berechnet, kodiert und an das Geschoß abgegeben werden.

Die Übertragung des Signals kann beispielsweise mittels eines mit der Kamera gekoppelten Lasers als Sender erfolgen. Es ist aber auch ein konventioneller Hochfrequenzkanal im Gigahertz-Bereich geeignet.

Besitzt das Geschoß beispielsweise nur eine Vorrichtung zur Auslösung eines Einheitsimpulses, d. h. eines nicht dosierbaren Querschubes, so braucht der Inhalt

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des Korrektursignals nur den Zeitpunkt zur Auslösung und die Richtung der Bahnkorrektur betreffen. Sind kompliziertere Bahnkorrekturvorrichtungen vorhanden, so kann dem Korrektursignal entsprechend mehr Information mitgegeben werden.

Da das Geschoß selbst im allgemeinen einen Drall besitzt, die Vorrichtung zum Auslösen des Querschubes aber geschoßfest montiert ist, muß das Geschoß erst die richtige Rotationslage einnehmen, ehe der Querschub ausgelöst wird· Hierzu ist ein Roll-Lage-Sensor erforderlich, der die Auslöselogik aktiviert, d. h. das empfangene, aber von der Auslöselogik verriegelte Signal an das Stellglied durchschaltet.

auf dem Monitor

■ Figur 3 zeigt eine mögliche DarstellungWährend der Flugphase; Der Tracker hält das Fadenkreuz 7 ständig auf dem Ziel 2. Diese Koordinaten sind erforderlich, da Bewegungen oder Beschleunigungen des Zieles auch in die Sollbahnsimulation eingehen. Das zweite Trackfenster hat die Leuchtspur 9 des Geschosses eingefangen, während daneben die Einblendung der Sollage des Geschosses zu Überwachungszwecken gezeigt ist.

Will man auf einen vollständig automatischen Schußablauf verzichten, kann statt eines Doppeltrackers auch ein Einfachtracker nur für die Geschoßleuchtspur eingesetzt werden, wenn ständig über einen Riehtgriff die Visierlinie der Kamera manuell auf das Ziel gerichtet wird.

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ORIGINAL INSPECTED

Leerseite

Claims

HH 76/17 27. Okt. 1976

Patentansprüche

Verfahren zur Endphasenlenkung von ballistischen Geschossen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tracksystem zum simultanen Analysieren von Zielort,und Geschoßposition bezüglich ihrer Winkelkoordinaten eingesetzt wird, daß der von dem Tracksystem kontinuierlich gelieferte Ist-Wert der Geschoßposition snit einem von einem Feuerleitrechner ermittelten Sollwert ständig verglichen und daraus die Ablage errechnet wird, daß dieser nach Größe und Richtung ermittelte Ablagewert als drahtloses kodiertes Signal an das Geschoß übermittelt wird und daß dieses Signal zusammen mit den Meßwerten über die dynamischen Flugeigenschaften in einen Zündimpuls zur Auslösung einer Bahnkorrektur umgesetzt wird.
2. Verfahren zur Endphasenlenkung von ballistischen Geschossen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festlegen der Bezugslinie zwischen abfeuerndem System und Ziel ein Bediener (Richtschütze) über einen Riehtgriff die Visierlinie (des Fadenkreuzes) der Kamera ständig auf das Ziel gerichtet hält und daß zur Bestimmung der Istposition des Geschosses relativ zur Visierlinie ein Tracksystem, welches die Leuchtspur des Geschosses verfolgt, eingesetzt wird, daß der von dem Tracksystem kontinuierlich gelieferte Istwert der Geschoßposition mit einem von einem Feuerleitrechner

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ermittelten Sollwert ständig verglichen und daraus die Ablage errechnet wird, daß dieser nach Größe und Richtung ermittelte Ablagewert als drahtloses kodiertes Signal an das Geschoß übermittelt wird und daß dieses Signal zusammen mit den Meßwerten über die dynamischen Flugeigenschaften in einen Zündimpuls zur Auslösung einer Bahnkorrektur umgesetzt wird.
3« Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Überwachungszweck e auf einem Monitor simultan das Ziel in seiner Sollposition im Fadenkreuz, der vom Feuerleitrechner vorherberechnete momentane Sollwert der Geschoßposition durch Einblendung eines Symbols in das Fernsehbild und die tatsächliche Lage des Geschosses kontrastmäßig angehoben dargestellt wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tracksystem zwei getrennte Zielauswertungsbaugruppen besitzt, von denen eine, vorzugsweise über eine Mustererkennung, das Ziel trackt und ihre Ablagewerte zur Nachführung der Kamera an die Servoeinheit weiterleitet, und die zweite das Geschoß, vorzugsweise über einen Kontrastspitzenwert, trackt und deren Ablagewerte relativ zur Visierlinie der Kamera die Ist-Position des Geschosses bezüglich der Winkelkoordinaten darstellen.

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