DE3144160C1 - Detektorvorrichtung für einen gegen ein Ziel gelenkten rotierenden Flugkörper - Google Patents
Detektorvorrichtung für einen gegen ein Ziel gelenkten rotierenden FlugkörperInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Detektorvorrichtung nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs.
Eine solche Detektorvorrichtung ist aus der FR-OS 22 76 557,
der FR-PS 14 64 783 und der US-PS 3 621 784 bekannt. Sie
enthält einen für die vom Ziel abgegebene Infrarotstrahlung
empfindlichen Näherungsdetektor, der ein vorne am Flugkörper
angebrachtes Objektiv umfaßt. Zwei kreisförmige Infrarotdetektoren
mit unterschiedlichem Radius sind auf die optische
Achse des Objektivs zentriert und in dessen Brennebene angeordnet.
Die Ausgänge der beiden Infrarotdetektoren speisen
eine elektronische Auswerteschaltung, die ein Näherungssignal
abgibt, wenn das Zeitintervall zwischen zwei Impulsen,
die von den beiden Detektoren abgegeben werden, unter einem
vorgegebenen Schwellenwert liegt. Das Näherungssignal wird
insbesondere verwendet, um die Explosion der von dem Flugkörper
beförderten Granate auszulösen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ablagedetektorvorrichtung
zur Lenkung des Flugkörpers möglichst platzsparend
und auf möglichst einfache Weise mit dem Näherungsdetektor
zu einer kombinierten Detektorvorrichtung zu integrieren.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruchs gelöst.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Granatenkopfes,
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht einer kombinierten Näherungs-
und Ablage-Detektoranordnung und
Fig. 3 ein Schaltbild einer an die Näherungsdetektoren
angeschlossenen Auswerteschaltung.
In Fig. 1 ist der Kopf einer Granate dargestellt, deren
Eigendrehachse A-A′ als gestrichelte Linie angegeben ist.
Am Vorderende des Granatenkopfs befindet sich ein Objektiv 1,
dessen optische Achse mit der Eigendrehachse A-A′ zusammenfällt.
In der Brennebene des Objektivs 1 ist eine Infrarotdetektoranordnung
2 angebracht, die unten noch genauer beschrieben
wird. Die Ablagemeßdetektoren, die unten noch erläutert werden,
werden mit Hilfe einer Kühlvorrichtung 3 gekühlt, die
mit flüssigem Stickstoff arbeitet, der in einer Flasche 4
enthalten ist.
Die Blöcke 5, 6 enthalten an die Detektoren angeschlossene
Vorverstärker, und der Block 7 enthält verschiedene Verarbeitungsschaltungen,
die die gewünschten Informationen aus
den von den Detektoren abgegebenen und von den Vorverstärkern
5 und 6 vorverstärkten Signalen erzeugen; das Bezugszeichen
8 gibt eine Batterie für die elektrische Versorgung
der verschiedenen Baueinheiten an.
In Fig. 2 ist in größerem Maßstab die Detektoranordnung dargestellt,
die einerseits die Näherungsdetektoren 10, 11 und
andererseits die Ablagemeßdetektoren 12, 12′ zum Lenken der
Granate gegen ihr Ziel enthält.
Die Näherungsdetektoren sind zwei kreisförmige, konzentrische
Infrarotdetektoren 10, 11, die zentrisch zur optischen Achse
A-A′ liegen und in einem bezüglich der Radien der Detektoren
kleinen Abstand d angebracht sind.
Die Detektoren 10, 11 empfangen die Strahlungen, die in
Betrachtungsfeldern abgestrahlt werden, die eine konische
Raumform haben. Zweckmäßigerweise beträgt der mittlere Scheitelwinkel
des Kegels des Betrachtungsfeldes für den inneren
Detektor 10 etwa 35° und für den Detektor 11 etwa 40°.
Die Detektoren 10, 11 sind in geeigneter Weise für einen
Spektralbereich von 2,6 bis 3 µm empfindlich, der der
Wärmeabstrahlung von Reaktorgasen entspricht. Zu diesem
Zweck können PbS-Detektoren verwendet werden.
Die Schaltung, mit deren Hilfe aus den von den Detektoren
10, 11 abgegebenen Signalen ein Näherungssignal erzeugt
werden kann, wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.
In der im Inneren des Detektors 10 liegenden Mittelzone
sind zwei fadenförmige Ablagemeßdetektoren 12, 12′ symmetrisch
bezüglich der Drehachse A-A′ des Flugkörpers angebracht;
sie bestehen jeweils aus einem Abschnitt 12a, 12a′
einer archimedischen Spirale, deren Pol auf der Drehachse A-A′
liegt, und die von diesem Pol aus mit einer Geraden 12b, 12b′
verlängert ist. Diese zwei Detektoren könnten auch durch wenigstens
einen Detektor ersetzt werden, der von zwei Abschnitten
von Kurven mit den Gleichungen ρ=f(R) und
ρ=f′(R) gebildet ist, wobei f(R) und f′(R) monotone Funktionen
sind; allgemeiner gesagt könnten sie von einem Detektor
gebildet sein, der so ausgebildet ist, daß er von zentrisch
zur Drehachse des Flugkörpers verlaufenden Kreisen wenigstens
zweimal geschnitten wird.
Wegen der Eigendrehbewegung der Granate läuft alles so ab,
als würde sich das Bild des Ziels in der Brennebene um die
optische Achse A-A′ mit der Winkelgeschwindigkeit ω der Eigendrehung
unter Beschreibung eines Kreises C drehen. Jedesmal
dann, wenn das Bild des Ziels auf einen der Abschnitte des
Ablagemeßdetektors fällt, wird ein Signal abgegeben. Das
Zeitintervall zwischen der Abgabe von zwei aufeinanderfolgenden
Signalen hängt vom Radius des Kreises C ab, also von
der Winkelablage α zwischen der optischen Achse A-A′ und der
Richtung der die Granate mit dem Ziel verbindenden Geraden.
Auf diese Weise kann die Ablage α oder deren zeitliche Ableitung
dα/dt mit Hilfe geeigneter Schaltungen bestimmt werden,
die nicht Gegenstand der Erfindung sind und die an die für
die zwei Detektoren gewählten Kurven angepaßt werden müssen.
Die Ablagemeßdetektoren 12, 12′ haben vorzugsweise einen Spektralbereich
von 3 bis 5 µm, was mit einem atmosphärischen Fenster
zusammenfällt. Es werden vorzugsweise InSb-Detektoren
verwendet.
Im Hinblick auf die Spektralbereiche der Näherungsdetektoren
einerseits und der Ablagemeßdetektoren andererseits muß das
Objektiv 1 einen Durchlaßbereich haben, der von 2,6 bis 5 µm
reicht. Dies bietet keine besonderen Schwierigkeiten. Als
Material für das Objektiv 1 wird Silicium in Kombination mit
Germanium verwendet.
In Fig. 3 ist die Schaltung zur Erzeugung des Näherungsimpulses
dargestellt. Das Prinzip besteht darin, den zeitlichen Abstand
zwischen den von den zwei Detektoren 10, 11 gelieferten Impulsen
zu messen und mit einem gegebenen Schwellenwert zu vergleichen;
ein Impuls wird erzeugt, wenn die Ablage kleiner als
der Schwellenwert ist.
Zu diesem Zweck werden die vorverstärkten Ausgangssignale A
und B der Detektoren 10, 11 nach ihrem Durchgang durch Verstärker
14, 15 an ein Flipflop 16 angelegt, dessen Ausgang
Q eine UND-Schaltung 17 freigibt, die außerdem an einen
Oszillator 18 angeschlossen ist. Das Ausgangssignal der UND-
Schaltung wird an einen Zähler 19 angelegt, dessen Inhalt,
der den Abstand zwischen den Impulsen repräsentiert, in einem
Komparator 20 mit einem vorbestimmten Schwellenwert S verglichen
wird. Der Komparator 20 gibt einen Näherungsimpuls IP
ab, wenn der Abstand zwischen den Impulsen kleiner als der
Schwellenwert ist. Bekannterweise steuert dieser Näherungsimpuls
das Explodieren der Granate mittels eines Zünders.
Claims (1)
- Detektorvorrichtung für einen gegen ein Ziel gelenkten rotierenden Flugkörper, mit einem für die vom Ziel abgegebene Infrarotstrahlung empfindlichen Näherungsdetektor, der ein vorne am Flugkörper angebrachtes Objektiv, zwei kreisförmige Infrarotdetektoren mit unterschiedlichem Radius, die auf die optische Achse des Objektivs zentriert und in dessen Brennebene angeordnet sind, und eine an die Ausgänge der Infrarotdetektoren angeschlossene elektronische Schaltung enthält, die ein Näherungssignal abgibt, wenn das Zeitintervall zwischen zwei von den beiden Detektoren abgegebenen Impulsen unter einem vorgegebenen Schwellwert liegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Infrarotdetektor einer Ablagedetektorvorrichtung (12, 12′) in der Mittelzone angeordnet ist, die von dem den kleineren Radius aufweisenden Näherungsdetektor (10) begrenzt ist, und daß der Infrarotdetektor wenigstens zwei Kurvenabschnitte (12a, 12a′) aufweist, die durch die monotonen Funktionen ρ=f(R) bzw. ρ=f′(R) beschrieben und wenigstens zweimal von auf die Rotationsachse (A, A′) des Flugkörpers zentrierten Kreisen geschnitten werden, welche die Abbildung eines Zieles in der Brennebene des Objektivs während der Drehung des Flugkörpers durchläuft.
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