DE3238897A1 - Infrarot-testeinrichtung fuer fk-suchkoepfe - Google Patents

Description

• Infrarot-Testeinrichtung für FK-Suchköpfe
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Testeinrichtung für die Prüfung der Funktionsfähigkeit von Flugkörpern mit IR-Suchköpfen.
• Bisher wurden solche Testeinrichtungen als rechnergesteuerte Simulatoren mit einer Bewegungsfreiheit in allen drei Translations- und Rotationsfreiheitsgraden in einer Modellandschaft ausgebildet, d.h. die Testeinrichtung bzw.
• der Simulator, in welchem der Flugkörper fixiert war, vollführte diejenigen Lageänderungen, die von der FK-Suchkopf- und FR-Lenk-Elektronik generiert wurden. Bei jeder einzelnen linderung wurde kontrolliert, ob der Flugkörper in entsprechender Form auf das in der Modellandschaft dargestellte Ziel reagierte. Abgesehen vom sehr aufwendigen Modellaufbau solcher Simulatoren waren auch die Testversuche sehr zeitaufwendig, unrealistisch, nicht in Echtzeit durchführbar und nur unter hohem Aufwand reproduzierbar.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Testeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche dem IR-Suchkopf eine realistische Szene anbietet und mit der ohne den bisherigen hohen Aufwand hochgenaue, reproduzierbare, realistische und in Echtzeit durchführbare Testergebnisse erzielt werden können.
• Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen in zuverlässiger und aufwandsarmer Art gelöst. In der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ist die Erfindung erläutert und in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 in perspektivischer Draufsicht den gesamten Aufbau der vorgeschlagenen Testeinrichtung; Fig. 2 ein Blockschaltbild der vorgeschlagenen Testeinrichtung.
• Die vorgeschlagene Testeinrichtung besteht im wesentlichen aus drei Baueinheiten, nämlich dem in den drei Achsen 10a, 10b, 10c durchsStellglieder 31a bis 31c, 32a bis 32c beweglichen Aufnahmetisch 10 für den Flugkörper 12, einer Projektionseinheit 14, die dem Aufnahmetisch 10 gegenüber auf einem in der horizontalen Ebene im Halbkreis durch das Stellglied 31d, 32d schwenkbaren Tragelement 21 angeordnet ist, und einem Rechner 30, der mit den Aktuatoren 31a bis 31d und Positionsgebern 32a bis 32d von Aufnahmetisch 10 und Tragelement 21, mit dem Projektor 14, dem Flugkörper 12 und der Konsole 33 für Eingabe und Testausgabe verbunden ist und der den gesamten Testablauf steuert und dessen Ergebnis anzeigt. Auf dem Aufnahmetisch 10 ist der mit einem IR-Suchkopf 13 ausgerüstete Flug- bzw. Projektilkörper 12 kardanisch aufgehängt.
• Die Projektionseinheit 14 setzt sich aus einer IR-Projektionsoptik 16, zwei nahezu gleichen IR-Filmen 15a, 15b mit Filmtransporteinrichtungen 15c, 15d, einem Strahlaufweiter 17 und einem C02-Laser 18 zusammen. Der IR-Film 15a wie auch derjenige 15b enthalten die gleichen realistischen Filmszenen von Zielen und Scheinzeilen in natürlicher Umgebung, die dem Suchkopf 13 zur Funktionsfähigkeitsprüfung des gesamten Flugkörpers 12 übermittelt werden. Die beiden Filme 15a, 15b laufen um den Einzelbildabstand zeitversetzt miteinander ab, so daß kein Flackern des Filmes aufgrund der Dunkelpausen von Bild zu Bild auftritt und eine einzige, kontinuierliche Szene entsteht. Die IR-Filme selbst werden vorher im 8 bis 14 ßm-Wellenlängenband auf genommen und werden beim Test durch einen CO2-Laserstrahl beleuchtet, der im 10,6 «m-Wellenlängenband liegt. Durch die realistischen Filmszenen, die in Echtzeit ablaufen können, wird der Flugkörper 12 daraufhin kontrolliert, ob der Suchkopf 13 im Verlaufe des Filmes richtig arbeitet und der FK-Rechner 12a die richtigen Nachführsignale für die FK-Lenkung 12b erzeugt. Der Rechner 30 registriert die einzelnen Suchkopfsignale und Lenkkommandos des Flugkörpers 12, steuert die Positionen von Aufnahmetisch 10 und Projektionseinheit 14 sowie die Filmgeschwindigkeit und stellt gleichzeitig einen Soll-Istwertvergleich der verschiedenen Signale an.
• Jeder zum Test anstehende IR-Suchkopf wird mit den gleichen Filmszenen überprüft, wobei die Filmgeschwindigkeit dem simulierten Flugpfad und der simulierten Fluggeschwindigkeit entspricht.
• Um absolut realistische Verhältnisse zu schaffen, ist -wie eingangs schon erwähnt - der Aufnahmetisch 10 und die Projektionseinheit 14 voneinander in der vertikalen Schwenkachse 10a entkoppelt, d. h. die Projektionseinheit ist in einem Winkel von ca. 1800 um den Aufnahmetisch 10 schwenkbar, so daß ein Schielwinkel des Suchkopfes beiderseits der Flugkörperachse von etwa 900 möglich wird.
• Der Abstand zwischen Suchkopf 13 und Projektionseinheit 14, die Durchmesser von Suchkopf 13.und Strahlaufweiter 17 sowie dessen Brennweite sind so abgestimmt, daß die projizierte Szene den Suchkopf voll beleuchtet und dessen momentanes Gesichtsfeld ausfüllt. Wandert z. B. ein in Sollrichtung festzuhaltendes Ziel in der projizierten Szene aus, so erzeugt der Suchkopf 13 über den FK-Rechner 12a die entsprechenden Kommandos für die FK-Lenkung 12b, so daß über den Rechner 30 der Aufnahmetisch 10 und damit die FK-Flugrichtung entsprechend geändert und die Sollrichtung des Ziels wieder hergestellt wird. Wandert das Ziel schneller aus, als durch die FK-Lenkung kompensiert werden kann, so muß der z. B. kardanisch im Flugkörper aufgehängte) Suchkopf bewegt werden, so daß ein Schielwinkel zwischen den Achsen von Flugkörper und Suchkopf entsteht. Damit das Suchkopfgesichtsfeld dabei nicht aus der projizierten Szene herausläuft, wird die Projektionseinheit 14 mittels Tragelement 21 und Aktuator 31d, 32d entsprechend bewegt. Diese Bewegung braucht nur in einer Ebene zu erfolgen; eine Bewegung in der dazu senkrechten Ebene wird durch Drehen des Aufnahmetisches 10 um die Achse 10c simuliert.
• Ein realistischer IR-Fim kann z. B. derart hergestellt werden, daß in einem voll funktionsfähigen Flugkörper von dem Typ, welcher später getestet werden soll, eine IR-Kamera eingebaut wird und der Flugkörper auf ein typisches Ziel in typischer Umgebung abgefeuert wird. Die IR-Kamera wird dabei so gesteuert, daß sie immer in Suchkopf richtung blickt und dabei ein Gesichtsfeld erfaßt, das hinreichend größer als das Suchkopfgesichtsfeld ist. Dadurch ist gewährleistet, daß später die Testeinrichtung jedem Flugkörper innerhalb gewisser Fertigungsstreuungen eine IR-Szene anbietet, wobei das Suchkopfgesichtsfeld immer innerhalb der IR-Szene bleibt.
• Durch diese realistische Tatsachen darstellende Testeinrichtung ist gegenüber den bisher unter hohem Geräteaufwand erstellten Simulatoren nicht nur eine aufwandsarme Einrichtung geschaffen, sondern sie benötigt auch nur wenig Raum und arbeitet auch hochgenau. Es werden reproduzierbare realistische Testergebnisse erzielt, denn der IR-Suchkopf steuert die Testeinrichtung selbst und schafft so die gleichen Verhältnisse, wie er sie in Wirklichkeit bzw. im Einsatz auch schaffen würde. Da jeder IR-Suchkopf der Serie mit dem gleichen Film geprüft wird, sind die Unterschiede von Kopf zu Kopf genau feststellbar, die einzelnen Toleranzen lassen sich hochgenau feststellen und damit auch ggf. Fertigungskorrekturen etc. ermitteln.
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Claims (8)

1. Infrarot-Testeinrichtung für FK-Suchköpfe Patentansprüche 1. Testeinrichtung für die Prüfung der Funktionsfähigkeit von Flugkörpern mit IR-Suchköpfen, dadurch g e -k e n n z e i c h n -e t , daß einem in den drei Achsen durch Stellglieder (31a bis 31c, 32a bis 32c) beweglichen Aufnahmetisch (10) für die kardanische Aufhängung des Flugkörpers (12) eine Projektionseinheit (14) für IR-Filme (15a, 15b) zur realistischen Szenendarstellung zugeordnet ist und die Steuerung der Testeinrichtung vom IR-Suchkopf (13) anhand der Filmsignale mittels eines Rechners (30) selbst durchgeführt wird.
2. 2. Testeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Projektionsoptik (16) der Projektionseinheit (14) ein Strahlaufweiter (17) vorgeschaltet und auf den gegenüberliegenden zu prüfenden FK-Suchkopf (13) gerichtet ist.
3. 3. Testeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h ne t , daß die projizierte IR-Szene den Suchkopf voll beleuchtet und ein Gesichtsfeld ausfüllt, das größer als das momentane Gesichtsfeld des IR-Suchkopfs (13) ist.
4. 4. Testeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Projektion der IR-Filme (15a, 15b) ein IR-Laser (18) angeordnet ist, der im Wellenlängenbereich des Suchkopfes (13) arbeitet.
5. 5. Testeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei nahezu identische Filme (15a, 15b), die gegenseitig um die Länge der einzelnen Projektionspausen zeitversetzt ablaufen, gleichzeitig in Richtung des Flugkörpersuchkopfes (13) projiziert werden.
6. 6. Testeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Aufnahmetisch (10) und der Projektionseinheit (14) ein Rechner (30) zur Steuerung der Stellglieder (31a bis 31d, 32a bis d), der Projektionsgeschwindigkeit und für den Soll-Istwertvergleich der verschiedenen Signale zugeordnet ist.
7. 7. Testeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Projektionseinheit (14) um die Achse (10a) durch ein Stellglied (31d,'32d) schwenkbar angeordnet ist.
8. 8. Testeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Projektionseinheit (14) einen horizontalen Schwenkbereich von ca. 1800 um die Achse (10a) besitzt.