DE2741898C3

DE2741898C3 - Rundum-Laserstrahl-Reflektor

Info

Publication number: DE2741898C3
Application number: DE2741898A
Authority: DE
Inventors: Krister Linköping Karling
Original assignee: Saab Scania AB
Current assignee: Saab AB
Priority date: 1976-10-04
Filing date: 1977-09-17
Publication date: 1984-07-26
Also published as: DE2741898B2; SE7610948L; FR2366587A1; DE2741898A1; CH620303A5; US4145111A; DK150029C; DK150029B; SE416233B; FR2366587B1; GB1570543A; IT1090008B; DK436177A

Description

55 Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Rundum-Laserstrahl-Reflektor als Ziel für Laserstrahl-Schießübungen, zur äußeren Anbringung an Flugzeugtragwerken mit einer Mehrzahl von Retro-Reflektorelementen, von denen jedes einzelne so ausgebildet ist, daß eine dort innerhalb eines begrenzten sphärischen Einfallssektors, dessen Scheitelpunkt im Reflektorelement liegt, einfallende Laserstrahlung in Einfallsrichtung zurückgeworfen wird, wobei die Reflektorelemente so zueinander angeordnet sind, daß sie insgesamt Laserstrahlen innerhalb eines sphärischen Gesamt-Einfallssektors von mehr als 180° zurückwerfen können.

Solche Rundum-Laserstrahl-Reflektoren, die man für militärische Laserstrahl-Schießübungen verwendet sind bereits bekannt aus der US-PS 39 55 292 und der DE-OS 22 62605. Die beim simulierten Schießen mit Laserstrahlen gegen Flugzeuge bisher verwendeten Reflektoren hatten eine im wesentlichen halbkugelförmige Konfiguration; man ordnete sie unter dem Rumpf des Flugzeuges an. Bei diesen bisher bekannten Reflektoren ist es zunächst nachteilig, daß sie die Flugeigenschaften des reflektor-tragenden Flugzeuges nachteilig beeinflussen. Nachteilig ist bei den bisher bekannten Reflektoren aber vor allem auch, daß sie bei einer bestimmten Relation von Fluglage zu den auf das i'lugzeug schießenden Geschützen unwirksam wurden, wenn beispielsweise der Tragflügel oder ein sonstiger Teil des Flugzeuges den Reflektor abdeckt

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten Rundum-Laserstrahl-Reflektors der eingangs genannten Art welcher den Strömungswiderstand des Flugzeuges nur unwesentlich beeinträchtigt und praktisch in nahezu allen Fluglagen des Flugzeugs wirksam ist um von einem Laserstrahl eines simuliert schießenden Geschützes getroffen werden zu können.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung wird anhand der beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rundum-Laserstrahl-Reflektors beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine schräg von unten gesehene Ansicht eines Flugzeuges, bei dem unter jeder Tragfläche ein Rundum-Laserstrahl-Reflektor gemäß der Erfindung angeordnet ist

Fig.2 eine Seitenansicht eines der Reflektoren gemäß einem Schnitt entlang der Linie H-II in F i g. 1,

Fig.3 eine durchscheinend gemachte Ansicht des einen Reflektorendes und

F i g. 4 eine Vorderansicht des Reflektors.

Die F i g. 1 zeigt ein Flugzeug 1 mit zwei Tragflächen 2, an deren Unterseiten sechs Tragschienen 3 für äußere Lasten, beispielsweise Bombenlasten oder dergl. vorgesehen sind. Im vorliegenden Falle dient das Flugzeug 1 als Ziel für simuliertes Schießen mit Laserstrahlen und enthält rundum wirksame Laserstrahl-Reflektoren, die an den mittleren Tragschienen 3 eines jeden Tragflügels 2 befestigt sind. Gemäß einem kennzeichnenden Merkmal der Erfindung hat der Reflektor die Gestalt eines schlanken aerodynamischen Tragkörpers 4, der im dargestellten Beispiel eine zylindrische Stange ist aber auch irgendeine andere langgestreckte Form haben kann, die für einen niedrigen Strömungswiderstand günstig ist Sofern es sich um Winkel- oder Retro-Reflektorelemente üblicher Abmessungen handelt, hat der Tragkörper 4 einen Durchmesser von weniger als 120 mm, so daß man ihn in den meisten Fällen innerhalb des von einer konventionellen, in der Luft zu startenden Rakete einzunehmenden Raumes unterbringen kann. Das Reflektorgehäuse bzw. der Tragkörper 4 besteht aus einem Mittelteil 5, an dem sich zwei Einhängevorrichtungen 6, ? befinden, welche genau wie solche ausgebildet sind, mit denen man die vorerwähnten äußeren Lasten an den Tragschienen 3 befestigt Die

Länge des Mittelteils 5 ist mindestens genauso groß gewählt, wie die Länge des dort vorhandenen Tragflügelquerschnittes 2a. Falls die Einhänge-Vorrichtung Ober das Tragflächenprofil hinausragt, wie es F i g. 1 und 2 zeigen, ist die Länge des Mittelteils 5 s mindestens so lang wie der Tragflächenquerschnitt 2a plus Längensumme des nach außen ragenden Teiles der Einhängevorrichtung. An den Mittelteil 5 schließen sich zwei identisch ausgebildete Endabschnitte 8 an, die an den Außenenden 9 geringfügig abgerundet sind. Die to tragende Konstruktion des Mittelteils 5 und der Endabschnitte 8 ist konventionell und daher nicht näher in den Zeichnungen dargestellt.

Jeder Endabschnitt 8 des Gehäuses enthält eine Mehrzahl von gegeneinander versetzt angeordneten untereinander gleichen Retro- oder Winkel-Reflektorelementen 10—16. Solche Reflektorelemente sind den Fachleuten durchaus bekannt und brauchen daher nicht im einzelnen dargestellt oder beschrieben zu werden. Grundsätzlich bestehen die Reflektorelemente 10—16 aus einem außen zylindrischen becherförmigen Gehäuse, das in der reinen axialen Richtung offen ist und im Inneren die eigentlichen Reflektorelemente in solcher Ausrichtung enthält, daß ein einfallender Laserstrahl innerhalb eines wirksamen sphärischen Einfallssektors 2s 17, dessen Winkel * etwa 65° beträgt und dessen Scheitelpunkt innerhalb des Reflektorelementes liegt, in Einfallsrichtung zurückgeworfen wird. Die zentrale Reflexionsrichtung und die Einfallsrichtung der entsprechenden Reflektorelemente 10—16 ist in den Zeichnungen durch die Buchstaben A bis G gekennzeichnet Im dargestellten Beispiel enthält jeder Endabschnitt 8 eine Gruppe von sieben Reflektorelementen 10—16, ein erstes Reflektorelement 16 befindet sich davon am Außenende 9, so daß zwei Einfallssektoren des Rundum-Reflektors nach vorn und hinten gerichtet sind. Die Zentralrichtung G deckt sich vorzugsweise mit der Längsachse 20 des Tragkörpers 4.

Um eine Erosion an den Reflektorelementen 10—16 und auch eine Turbulenz zu vermeiden, ist das Reflektorehment 16 durch eine (nicht dargestellte) Glasabdeckung geschützt Die übrigen sechs Reflektorelemente 10—15 sind an verschiedenen Punkten gleichförmig in axialer und auch in Umfangsrichtung am Endabschnitt 8 verteilt. An jeder Reflektorelementenposition zeigt der Einfallssektor 17 in der Querschnitisebene des Elementes radial nach auE>?n, wobei noch eine Neigung in Richtung zum Außenende 9 hinzukommt, wenn man einen Axialschnitt durch den Anordnungspunkt des Reflektorelementes legt. Zur Lagerung der Reflektorelemente 10— 36 ist an deren Befestigungsstelle eine Ausnehmung vorgesehen, die im Endabschnitt 8 so ausgtbi'det ist, daß der Mantel des Reflektorelementes ständig innerhalb der zylindrischen Mantelfläche 18 des Endabschnittes 8 liegt und die radial am weitesten nach außen ragenden Randteile des Reflektorelementenmantels bündig zur zylindrischen Mantelfläche 18 zu liegen kommen, oder geringfügig radial nach innen eingezogen sind. Damit die Laserstrahlung auch das Innere der Reflektorelemente einschließlich deren Teile, die den Außenenden 9 am nächsten liegen, erreichen können, ist jede einzelne Ausnehmung mit einer schalenartigen Höhlung 19 versehen, die — wie F i g. 3 zeigt — den Rand des Reflektorelementenmantels umgibt und sich ausgehend von dem am tiefsten im Endabschnitt 8 Siegenden Teil im wesentlichen in axialer Richtung erstreckt. Durch eine solche Ausbildung der Wandung, bei der kein Teil in den Einfallssektor 17 des Reflektorelementes hineinragt, kann selbst ein Laserstrahl, der schräg von dem Außenende 8 und tangential zum Sektor entlang der dem Außenends benachbarten Seite einfällt, nicht durch die Tragkonstruktion behindert und kann dann empfangen und zurückgeworfen werden. Vorzugsweise sind die Übergangskanten zwischen den Höhlungen 19 und der zylindrischen Mantelfläche 18 geringfügig abgerundet, um den Strömungswiderstand zu vermindern.

Um die Reflektorelemente 10—16 einer jeden Gruppe-gleichmäßig innerhalb des sphärischen Gesamt-EinfaUssektors der Gruppe zu verteilen, sind gemäß dem dargestellten Beispiel die sechs Reflektorelemente 10—15 so angeordnet, daß ihre Mittel-Linien bzw. Einfallsrichtungen A-F in Umfangsrichtung gleichförmig um einen Winkel β — 60° gegeneinander versetzt sind, wenn man den Reflektor gemäß F i g. 4 von vorn betrachtet Hieraus folgt, daß bei dem vorerwähnten Winkel α des Einfallssektors 17 von 65° zwei willkürlich gewählte benachbarte Sektoren, beispielsweise der Reflektorelemente 10 und 14 mit den Mittel-Linien A und E einander geringfügig iii Umfangsrichtung überdecken. In axialer Richtung ist zwischen den einzelnen Sektoren einschließlich des Sektors für das axial gerichtete Reflektorelement 16 ebenfalls eine Überlappung vorgesehen. Diese Überlappung ergibt sich dadurch, daß jedes der sechs Reflektorelemente mit seiner Mittel-Linie Λ-F in Richtung zum Außenende 9 um einen konstanten Winkel γ = 60° geneigt ist Verständlicherweise ergibt sich bei dieser Relation zwischen dem Winkel γ und dem Winkel ä von 65° an jedem der Sektoren 10 bis 15 eine etwa vertikale Grenzlinie (eine der beiden Tangenten, die in einer Ebene liegen, die sich in axialer Richtung durch den Sektor erstreckt und am weitesten vom Außenende 9 entfernt ist), die nicht exakt senkrecht zur Längsachse 20 verläuft, sondern (bei einer Betrachtung vom Außenende) nach rückwärts geringfügig geneigt ist

Auf diese Weise bilden die Reflektorelemente 10—16 einer jeden Gruppe zusammen einen durchgehenden sphärischen Gesamt-Einfallssektor, dessen Zentriwinkel etv/as größer als 180° ist, wobei die Symmetrieachse in der Längsrichtung des Tragkörpers 4 und die geometrische Mitte innerhalb des Endabschnittes 8 liegen. Wenn man den Rundum-Reflektor zusammenbaut, indem man zwei identische Endabschnitte 8 und den Mittelteil 5 zusammensetzt, wird dieser rundum in einer vollständigen Kugelzone ansprechbar. Es sei noch erwähnt, daß die senkrecht gerichtete Totzone, die theoretisch entlang des Mittelteiles 5 vorhanden ist, nur eine sehr begrenzte Ausdehnung in Richtung vom Flugzeug 1 fort hat, da der sphärische Gesamt-Einfallssektor einer jeden Gruppe von Reflektorelementen 10—16 etwas größer als 180° ist, so daß die zwei etwa halbkugelförmigen Ansprechbereiche einander in einem Abstand durchdringen, der nur sehr kurz ist im Vergleich zu üblichen Schußentfernungen. Um die Totzonen noch weiter zu vermindern, werden die zwei Reflektoreiementengnippen gegeneinander um einen Winkel von ß/2 bzw. 30° gecinht, wie es das Ausführungsbeispiel in F i g. 2 zeigt

Die Anordnung der Reto-Refiektorelemente 10—16 in einem Rundum-Reflektor in Form von zwei getrennten Gruppen an den Enden eines langgestreckten aerodynamisch schlanken Tragkörpers 4 ist nicht nur günstig bezügl'fih einer Verminderung des Strömungswiderstandes, sondern auch bezüglich der optischen Eigenschaften des gesamten Zielsystems. Da die

zwei Reflektor-Gruppen axial außerhalb der Flugzeugtragflächen 2 im dargestellten Beispiel an den Tragschienen 3 angeordnet werden können, wird weder der vordere noch der hintere halbkugelförmige Gesamt-Einfallssektor durch Konstruktionsteile an den Vorder- oder Hinterkanten der Tragflächen 2 beschränkt. Somit kann der Rundum-Reflektor auch dann mit Flugzeugabwehrgeschützen zusammenarbeiten, wenn sich das Flugzeug 1 in Rückenfluglagen befindet Da weiterhin das für Luftfahrzeuge vorgesehene ι ο erfindungsgemäße Rundum-Reflektoren-System sich leicht derart erweitern läßt, daß es zwei Einheiten und zwar eine unter jeder Tragfläche 2 enthält, sind stets in allen Fluglagen des Flugzeuges ein oder mehrere Retro-Reflektorelemente 10—16 in der Lage, die in Richtung zum Flugzeug 1 ausgesandte Laserstrahlung zu reflektieren.

Hierzu ?- Rlatt Zeichnuneen

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Claims

Patentansprüche:

1. Rundum-Laserstrahl-Reflektor als Ziel für Laserstrahl-Schießübungen, zur äußeren Anbringung an Flugzeugtragwerken mit einer Mehrzahl von Retro-Reflektorelementen, von denen jedes einzelne so ausgebildet ist, daß eine dort innerhalb eines begrenzten sphärischen Einfallssektors, dessen Scheitelpunkt im Reflektorelement liegt einfallende Laserstrahlung in Einfallsrichtung zurückgeworfen wird, wobei die Reflektorelemente so zueinander angeordnet sind, daß sie insgesamt Laserstrahlen innerhalb eines sphärischen Gesamt-Einfallssektors von mehr als 180° zurückwerfen können und eine Gruppe von Retro-Reflektorelementen an einem Endabschnitt eines aerodynamisch profilierten schlanken Tragkörpers angeordnet ist, der sich bei Befestigung am Flugzeug im wesentlichen parallel zu dessen Längsachse erstreckt, und eine weitere Gruppe von Retro-Reflektorelementen vorgesehen ist. dadurC&gekennzeichnet, daß die weitere Gruppe von Retro-Reflektorelementen (10—16) am anderen Endabschnitt (8) des Tragkörpers (4) angeordnet ist, die beiden Gruppen koaxial aufeinander ausgerichtet sind und daß die Retro-Reflektorelemente (10—16) bis unter die Außenflächen (9,18) der Endabschnitte (8) eingezogen, über deren Mantelflächen in axialer Richtung verteilt angeordnet sind.

2. Rundum-Laserstrahl-Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Retro-Reflektorelemente (10—15) gleichförmig auf den Außenseiten der EndatichnitU (8) verteilt und in Umfangsrichtung gegeneinander um einen konstanten Winkel (ß) versetzt sind und daß jedes Retro-Reflektorelement (10—15) bezogen auf eine Querschnittsebene durch den Einfallssektor (17) radial schräg zu den Außenenden (9) des Tragkörpers (4) gerichtet ist und mit der Längsachse (20) des Tragkörpers (4) einen konstanten Winkel (j>) bildet

3. Rundum-Laserstrahl-Reflektor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß der Tragkörper (4) mit einem Mittelteil (5) versehen ist an dem sich Einhängevorrichtungen (6,7) befinden.

4. Rundum-Laserstrahl-Reflektor nach Anspruch 3 für eine Anbringung an der Tragflächenunterseite eines Flugzeuges, dadurch gekennzeichnet daß der Tragkörper (4) längenmäßig so dimensioniert ist, daß alle Retro-Reflektorelemente (10—16) vor bzw. hinter dem örtlich vorhandenen Tragflächenquerschnitt (2a) einschließlich der Tragkörperhalterunger. iiegen.