DE3622064A1 - Einrichtung zur automatischen optischen azimut-ausrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur automatischen optischen Azimut-Ausrichtung der Inertialreferenz eines senkrecht startenden Lenk-Flugkörpers (LFK).

Für die Ausrichtung eines senkrecht vom Boden startenden Lenkflugkörpers sind verschiedene Verfahren und Einrichtungen angewandt worden, so beispielsweise ein flugkörperinterner Kreiselkompaß-Betrieb einer mehrachsigen Inertialplattform des Flugkörpers. Hier ist zwar ein gutes Genauigkeitsergebnis zu erhalten, aber der Aufwand an Logistik und Geräte sowie deren Steuerung etc. ist viel zu groß.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wurde eine Horizontalpeilung von einem neben dem senkrecht stehenden LFK aufgebauten Vermessungsgerüst ausgeführt. Abgesehen von dem erforderlichen massiven Aufbau des Gerüstes für die flugkörperexterne Nordreferenz treten hier unerwünschte Komplikationen für die Konstruktion des sogenannten "Launcher-Fahrzeuges" des LFK auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die gerätetechnisch einfach und operationell automatisierbar ist, wobei auch bei sehr großen Flugkörpern die Abmessungen des Peilgerätes klein gehalten werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel erläutert, das in der Figur der Zeichnung skizziert ist.

Da die Azimut-Ausrichtung der Inertialreferenz wegen der geforderten Genauigkeiten und den sehr großen Abmessungen des Lenkflugkörpers - nachfolgend als LFK 10 bezeichnet - bisher erheblichen Schwierigkeiten bereiteten, die nur durch großen Aufwand an Geräten, Raumbedarf usw. beseitigt werden konnten, wird nunmehr vorgeschlagen, eine optische Ausrichtungsübertragung von einer flugkörperexternen Referenz durchzuführen. Hierzu wird durch einen am LFK angeordneten Winkelreflektor 11 eine geneigte Peilung von einer horizontal bewegbaren Grundplatte 20 durchgeführt, die mit einem einachsig suchenden Liniendetektor 21, einem zweiachsig einstellbaren Sender 22 und einem Steuergerät 23, von dem in der Zeichnung nur das Führungselement gezeichnet ist, versehen ist.

Die Figur der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Geräteaufbaus für eine launcherinterne, geneigte und automatische Peilung. Diese Einrichtung setzt sich im wesentlichen aus drei Hauptbaugruppen zusammen, nämlich aus einem Steuergerät 23 für die Nordreferenz, einem Peilgerät und den Einbauelementen für den LFK 10.

Als Steuergerät 23 für die Nordreferenz wird in einer bevorzugten Ausführungsform ein durch Schockabsorber geschützter bandgelagerter Meridiankreisel verwendet werden. Diesem Kreisel kann nun zur Ergänzung noch ein Theodolit zur Stützung und Nacheichung der Nordreferenz beigegeben werden.

Das Peilgerät setzt sich aus einer sogenannten Grundplatte 20, optischen Elementen, Detektoren und einem Peilstrahler zusammen. Die Grundplatte 20 ist als Träger für einen zweiachsig einstellbaren Sender 22, der als Peilstrahler ein IR- oder Lasergerät sein kann sowie einem hinter einem Strahlensammler 24 fest angeordneten Liniendetektor 21 ausgebildet.

Die Grundplatte 20 ist über ein Steuergerät 23 in der Querachse und in der Elevation verstellbar. Der Liniendetektor 21 erfaßt zusammen mit der X-Auslenkung der Grundplatte 20 die gesamte Querauslenkung des vom LFK reflektierten Strahles 24 a.

Das vorstehend skizzierte Peilgerät muß im Azimut mechanisch genau mit dem Nordreferenzgerät übereinstimmen. Die Servoeinrichtungen (nicht gezeichnet) für die Grundplatte 20 sind automatisch betätigbar, außerdem sind die X-Auslenkungen der Grundplatte und des Strahles 24 a am Lininedetektor 21 elektronisch ablesbar.

Am LFK selbst ist ein Winkelreflektor 11 auf einem elektromechanisch verstellbaren Rollrahmen montiert, um den sogenannten Strapdown-Sensorblock während des Fluges gegen die Rollbewegungen des Lenkflugkörpers 10 zu isolieren. Die Rollrahmensteuerung 13 des Sensorblockes bzw. des Winkelreflektors 11 ist extern für eine Einweisung des reflektierten Peilstrahls 24 a ansteuerbar. Es versteht sich von selbst, daß für den Peilstrahl 24 in der Flugkörperzelle ein Durchlaßfenster ausgebildet ist, wobei sich die Fenstergröße aus den Bewegungstoleranzen am Einbauort der "Flugkörper-IRU" ergibt. Als Einweishilfe für die Zentrierung des Peilstrahles 24 auf den Reflektor 11 im LFK 10 ist eine optronische Einweisblende 12 vorgesehen.

Der Ausrichtvorgang vollzieht sich wie folgt: Der Peilstrahler 22 wird automatisch in der Elevation auf den Winkelreflektor 11 eingestellt, wobei beispielsweise die automatische Steuerung mit Hilfe der Horizontaldetektoren der Einweisblende 12 erfolgen kann. Dann wird der Querversatz des Peilstrahlers 22 bzw. Senders auf den Winkelreflektor 11 automatisch eingestellt, was ebenfalls mit Hilfe der Horizontaldetektoren der Einweisblende geschehen kann. Weiterhin wird der Rollrahmen 13 der IRU automatisch eingestellt, so daß der reflektierte Peilstrahl 24 a auf die Mitte des Liniendetektors 21 in der Grundplatte 20 trifft.

Durch bekannte elektronische Ausleseeinrichtungen sind folgende Werte ablesbar:
X _O = die Querauslenkung der Grundplatte 20,
X _p = die Querablenkung des reflektierten Strahles 24 a auf dem Liniendetektor 21.
Φ _o = die Azimutstellung des Nordreferenzgerätes.

Der Azimut-Wert ergibt sich dann aus der Gleichung:

A = Φ _o + (X _O + X _p ) / d;

wobei d gleich der Entfernung in der Horizontalen von LFK und Peilgerät bzw. Rollachse 24 des LFK und Auftreffpunkt des reflektierten Peilstrahles 24 a am Liniendetektor 21 ist.

Claims (6)

1. Einrichtung zur automatischen optischen Azimut- Ausrichtung der Inertialreferenz eines senkrecht startenden Lenk-Flugkörpers (LFK), dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines am LFK (10) angeordneten Winkelreflektors (11) eine geneigte Peilung von einer horizontal bewegbaren Grundplatte (20) aus erfolgt, die mit einem einachsig suchenden Liniendetektor (21), einem zweiachsig einstellbaren Sender (22) und einem Steuergerät (23) zur Anpeilung der Rollrahmen-Steuerung (13) der LFK-Navigationsanlage (strapdown-cluster) versehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Winkelreflektor (11) am LFK (10) eine fest installierte Einweisblende (13) zugeordnet ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Liniendetektor (21) ein Strahlsammler (24) vorgeordnet ist.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoeinrichtungen für die Grundplatte (20) und dem zweiachsig einstellbaren Sender (22) automatisch betätigbar sind.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die X-Auslenkungen von Grundplatte (20) und Peilstrahl (24) am Liniendetektor (21) elektronisch ablesbar sind.

7. Einrichtungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der genau ausgerichtete Winkelreflektor (11) auf einem elektromechanisch verstellbaren Rollrahmen im LFK (10) angeordnet ist, welcher extern ansteuerbar ist.