DE3122252C1 - Einrichtung zur Erzeugung eines Zuendsignals fuer UEberflug-Flugkoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung eines Zündsignals für ein in einem ein Ziel überfliegenden Flugkörper befördertes Projektil, wobei eine Zielidentifizierungsschaltung eine Verarbeitungszeit zur Identifizierung eines erfaßten Ziels nach bestimmten Eigenschaften benötigt und nach einer von der Flughöhe abhängigen Wartezeit eine Verzugszeit zwischen dem Auslösen des Zündsignals und dem Ausstoß bzw. Zielaufschlag des Projektils auftritt

Die Klassifizierung eines Ziels nach bestimmten Kriterien stellt einen Vorgang dar, der in elektronischen Schaltungen eine auch dann nicht vernachlässigbare Verarbeitungszeit benötigt, wenn das Identifizieren des Ziels während des Zielanflugs des Flugkörpers erfolgt. Bei unmittelbarer Bestimmung des Zündzeitpunktes während der Zielidentifizierung würde sich ein ungünstiges Trefferbild ergeben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der

ίο eingangs genannten Art anzugeben, bei der die Zündzeitpunktbestimmung unabhängig von der Zeit der Zielidentifizierung ist.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Zielerfassung eine optische Sensoranordnung in einem ersten spitzen Winkel zur Flugbahn des Flugkörpers ausgerichtet ist, daß dieser Winkel so bemessen ist, daß bei minimaler Flughöhe des Flugkörpers die Flugzeit von der Zielerfassung bis zum Überfliegen der Zielvertikalen wenigstens gleich der Summe von Verarbeitungszeit und Verzugszeit ist und daß die Sensoranordnung nach der Identifizierung eines ausgewählten Ziels in einen zweiten spitzen Winkel, der größer als der erste Winkel ist und die Verzugszeit und die Flughöhe berücksichtigt, gestellt wird, oder eine weitere Sensoranordnung in einen zweiten Winkel gestellt ist, der der Verzugszeit und einer höhenabhängigen Korrekturzeit entspricht, und das Zündsignal gegebenenfalls nach der Korrekturzeit ausgelöst wird, wenn das identifizierte Ziel unter diesem zweiten Winkel steht. Während des Zielanflugs wird zunächst ein unter dem ersten spitzen Winkel stehendes Ziel erfaßt. Dieses wird anschließend identifiziert, wofür eine Verarbeitungszeit notwendig ist. Ist ein ausgewähltes Ziel identifiziert, schließt sich eine höhenabhängige Wartezeit an. Erscheint danach das Ziel unter dem zweiten spitzen Winkel, wird das Zündsignal ausgelöst, wonach nach Ablauf einer munitionsabhängigen Verzugszeit das Projektil in Zielrichtung ausgestoßen wird. Die Flugzeit des Projektils vom Flugkörper zum Ziel kann in erster Näherung vernachlässigt werden, da die Fluggeschwindigkeit des Projektils wesentlich größer ist als die des Flugkörpers. Sie kann jedoch auch in der Verzugszeit mitberücksichtigt sein. Das Projektil trifft von oben auf das Ziel. Eine sichere Trefferlage ist dadurch gegeben, daß nach Zielidentifizierung das Zündsignal erst dann ausgelöst wird, wenn das Ziel unter dem genannten zweiten Winkel steht. Dieser zweite Winkel ist unabhängig von dem zeitlichen Ablauf der Zielidentifizierung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung und den Unteransprüchen. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 Raum-Zeitverhältnisse in einem Zielbereich,
F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Zündeinrichtung,

Fig.3 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Zündeinrichtung und

F i g. 4 ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der Zündeinrichtung.
Ein Flugkörper 1 weist eine Sensoranordnung 2 bestehend aus Optik und Detektor auf und trägt ein oder mehrere Projektile 3. In F i g. 1 fliegt der Flugkörper 1 auf einer Flugbahn Füber ein Bodenziel 4. Die Vertikale im Ziel 4 ist mit V bezeichnet. Das Projektil 3 soll so gezündet werden, daß es von oben auf das Ziel 4 trifft. Der Flugkörper 1 weist hierfür eine der in den F i g. 2, 3 oder 4 dargestellten Einrichtungen zur Auslösung eines Zündsignals für das Projektil 3 auf.
Bei der Einrichtung nach F i g. 2 weist die Sensoran-

Ordnung 2 eine Detektorzeile oder mehrere Detektorzeilen (focal-plane-detector-array) auf. Der Sensoranordnung 2 ist eine Zielidentifikationsschaltung 5 nachgeschaltet. In dieser sind charakteristische Kriterien eines zu bekämpfenden Ziels gespeichert. Mit diesen Werten werden die Signale der Einzelelemente der Sensoranordnung 2 verglichen, beispielsweise nach Intensitätsschwellen und Zahl und Anordnung signalführender Einzelelemente. Für den Vergleich der Empfangssignale mit den Speicherwerten benötigt die Zielidentifikationsschaltung 5 eine Verarbeitungszeit Ti. In dieser Zeit Ti hat der Flugkörper 1 eine Strecke Si zurückgelegt.

Der Zielidentifikationsschaltung 5 ist eine Musterreduktionsschaltung 6 nachgeschaltet. Mit dieser wird die komplexe Musterdarstellung am Ausgang der Schaltung 5 in ein vereinfachtes Signalmuster umgesetzt. Dieses steuert eine Nachführanordnung (tracker) 7, welche die Winkelstellung der Sensoranordnung 2 so ändert, daß diese bzw. deren Optik dem erfaßten Ziel 4 nachgeführt wird.

Die Einrichtung weist einen Höhenmesser 8 auf, welcher die Höhe der Flugbahn über Grund erfaßt. Das Ergebnis der Höhenmessung wird der Zielidentifikationsschaltung 5 zugeführt. Denn ein bestimmtes Ziel 4 stellt sich an der Sensoranordnung 2 mit einem von der Flughöhe abhängigen Muster dar. Der Höhenmesser 8 ist weiter an eine Auswerteschaltung 9 angeschlossen. In dieser wird aus der Höhe und der Zündverzugszeit Tv, welche eine Konstante der den Ausstoß des Projektils bewirkenden Zündkette ist, ein Winkel W2 (vgl. F i g. 1) ermittelt. An Eingänge der Auswerteschaltung 9 sind außerdem die Sensoranordnung 2, die Musterreduktionsschaltung 6 und die Nachführanordnung 7 angeschlossen. Ausgangssignal ist der Zündimpuls für das Projektil 3.

Die Sensoranordnung 2 ist bei Flugbeginn auf einen Winkel Wl zur Flugbahn ausgerichtet. Der Winkel Wi ist unter Berücksichtigung folgender Gesichtspunkte festgelegt:

Die Verarbeitungszeit Ti und Zündverzugszeit Tv können als Konstante betrachtet werden. Das Projektil 3 wird frühestens nach dem Verstreichen dieser Zeiten ausgestoßen, gegebenenfalls unter Berücksichtigung seiner in erster Näherung jedoch vernachlässigbaren Fluggeschwindigkeit. Dementsprechend muß die Zielerfassung um die Strecke Si 4- Svvor der Zielvertikalen V erfolgen. Dies soll auch bei minimaler Flughöhe Hmin gewährleistet sein. Damit ergibt sich der Winkel Wi (vgl. F ig. 1).

Die Funktionsweise der in Fig.2 dargestellten Einrichtung ist etwa folgende:

Sobald das Ziel 4 unter dem Winkel Wi zur Flugbahn F5 steht, beginnt bei iO die Zielidentifizierung. Diese ist bei ti abgeschlossen. Ist das erfaßte Ziel 4 ein ausgewähltes Ziel, dann erhält über die Schaltung 6 die Nachführanordnung 7 den Befehl, den Sensor dem Muster dieses Ziels nachzuführen. Der Höhenmesser 8 ermittelt die jeweilige Flughöhe, die Auswerteschaltung 9 den Winkel Wl, wobei ein Zündsignal dann abgegeben werden soll, wenn das Ziel 4 unter dem Winkel W2 zur Flugbahn F steht. Sobald die Nachführanordnung 7 die Sensoranordnung 2 vom Winkel Wi bis in den Winkel W2 nachgestellt hat, erfolgt die Zündung. Zur Sicherheit ist die Sensoranordnung 2 und die Schaltung 6 auf die Auswerteschaltung 9 aufgeschaltet, so daß die Zündung im Vorlagewinkel W2 nur dann erfolgt, wenn die Sensoranordnung 2 ein Ziel 4 erfaßt und dieses dem Muster des gewählten Ziels entspricht

Das Zündsignal wird im Zeitpunkt i2 ausgelöst. Zwischen dem Zeitpunkt 11 und dem Zeitpunkt f 2 liegt eine Wartezeit Tw, welche höhenabhängig ist.

Soll die Flugzeit des Geschosses berücksichtigt werden, dann kann der Vorlagewinkel W2 in der Auswerteschaltung 9 in Abhängigkeit von der jeweiligen Flughöhe und der bekannten Fluggeschwindigkeit des Projektils 3 unter Berücksichtigung der Strecke Sp, welche aus der Flugzeit Tp des Projektils 3 vom Flugkörper 1 zum Ziel 4 resultiert, korrigiert werden.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist anstelle der Nachführanordnung 7 eine Umklappanordnung 10 vorgesehen, die die Sensoranordnung 2 vom Winkel Wi in den Winkel W2 klappt. Die Umklappanordnung 10 ist von einer gegenüber Fig.2 modifizierten Auswerteschaltung 9 gesteuert, welche aus der Zündverzögerungszeit Tv und der Flughöhe den Winkel W2 ermittelt, in den der Sensor nach dem Erkennen eines ausgewählten Ziels zu klappen ist. An die Umklappanordnung 10 ist auch die Zielidentifikationsschaltung 5 angeschlossen, so daß ein Schaltbefehl zum Umklappen in den Winkel W2 nur bei erfolgter Zielerkennung wirksam wird.

Die Auswerteschaltung 9 ist in F i g. 3, wie in F i g. 2, einerseits direkt und andererseits über die Schaltungen 5 und 6 an die Sensoranordnung 2 angekoppelt. Außerdem erhält sie von der Umklappanordnung 10 ein Signal nach erfolgtem Umklappen des Sensors innerhalb der Zeit 7Vvom Winkel Wi in den Winkel W2. Sie gibt das Zündsignal ab, sobald das Ziel 4 unter dem Winkel W2 steht, und das Muster des ausgewählten Ziels vorliegt.

Zusätzlich ist der Höhenmesser 8 mit der Auswerteschaltung 9 verbunden. Damit kann eine Anpassung des Zündzeitpunktes an die Flughöhe vorgenommen werden, beispielsweise um die Flugzeit Tp des Projektils 3 zu berücksichtigen.

Im übrigen gilt das zu F i g. 2 Erläuterte.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 2 und 3 sind mechanische Anordnungen zur Veränderung des Stellungswinkels der Sensoranordnung 2 bzw. dessen Optik notwendig. Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist statt dessen eine zweite Sensoranordnung 11 vorgesehen. Diese kann von einer zusätzlichen Detektorzeile gebildet sein. Es läßt sich jedoch auch für die zweite Sensoranordnung 11 eine Detektorzeile der Sensoranordnung 2 verwenden, wenn für diese eine eigene Optik vorgesehen ist. Die zweite Sensoranordnung 11 ist in einem festen Winkel W2 angeordnet. Damit entfällt eine höhenabhängige Korrekturmöglichkeit des Winkels W2. Die zweite Sensoranordnung 11 ist in den Winkel W2min (vgl. Fig. 1) gestellt. Damit würde bei Höhen über Hmin das Zündsignal an sich zu früh auftreten. Um dies zu vermeiden, ermittelt die Auswerteschaltung 9 aus der jeweiligen Flughöhe eine von der Flughöhe abhängige Korrekturzeit Tk (vgl. F i g. 1). Wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 wird in der Auswerteschaltung 9 auch die Zündverzögerungszeit 7Vberücksichtigt.

Das Zündsignal (t2) wird ausgelöst, wenn das Muster des ausgewählten Ziels erkannt ist, der Winkel W2min überflogen ist und die Korrekturzeit Tk verstrichen ist. Nach der Zündverzögerungszeit Tv ist das Projektil 3 ausgestoßen.

Im übrigen gilt auch hier das zu F i g. 2 Erläuterte.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

- Leerseite -

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erzeugung eines Zündsignals für ein in einem ein Ziel überfliegenden Flugkörper befördertes Projektil, wobei eine Zielidentifizierungsschaltung eine Verarbeitungszeit zur Identifizierung eines erfaßten Ziels nach bestimmten Eigenschaften benötigt, und nach einer von der Flughöhe abhängigen Wartezeit eine Verzugszeit zwischen dem Auslösen des Zündsignals und dem Ausstoß bzw. Zielaufschlags des Projektils auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zielerfassung eine optische Sensoranordnung (2) in einem ersten spitzen Winkel (Wi) zur Flugbahn (F) des Flugkörpers (1) ausgerichtet ist, daß dieser Winkel (Wi) so bemessen ist, daß bei minimaler Flughöhe (Hmin) des Flugkörpers (1) die Flugzeit von der Zielerfassung bis zum Überfliegen der Zielvertikalen (V) wenigstens gleich der Summe von Verarbeitungszeit (Ti) und Verzugszeit (Tv mit oder ohne Tp) ist und daß die Sensoranordnung (2) nach der Identifizierung eines ausgewählten Ziels (4) in einen zweiten spitzen Winkel (W2), der größer als der erste Winkel (Wi) ist und die Verzugszeit (Tv) berücksichtigt, gestellt wird, oder eine weitere Sensoranordnung (11) in einen zweiten Winkel (W2min) gestellt ist, welcher der Verzugszeit (Tv) und einer höhenabhängigen Korrekturzeit (Tk) entspricht und das Zündsignal nach der Korrekturzeit (Tk) ausgelöst wird, wenn das identifizierte Ziel (4) unter diesem zweiten Winkel (W2) steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoranordnung (2) nach Identifizierung eines ausgewählten Ziels (4) diesem nachgeführt wird und aus der Flughöhe und der Verzugszeit (Tv) der zweite Winkel (W2) ermittelt wird und das Zündsignal ausgelöst wird, wenn die Sensoranordnung (2) in diesen Winkel (W2) nachgeführt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoranordnung (2) nach Identifizierung eines ausgewählten Ziels (4) in den aus der Flughöhe und der Verzugszeit (Tv) ermittelten Vorlagewinkel (W2) umgeklappt wird und das Zündsignal ausgelöst wird, wenn das ausgewählte Ziel (4) unter dem zweiten Winkel (W 2) erscheint.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Sensoranordnung (11) in einem festen, die Verzugszeit (Tv) berücksichtigenden, zweiten Winkel (W2min) angeordnet ist und das Zündsignal ausgelöst wird, wenn nach dem Überstreichen · des Ziels (4) durch die zweite Sensoranordnung (11) eine Korrekturzeit (Tk) verstrichen ist.