DE3920641C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lenken von Folgeflugkörpern nach Lenkkommandos eines Leitflugkörpers.

Bei Lenkflugkörpern, die über einen Lichtwellenleiter mit einer Bodenan­ lage verbunden sind, ist die Möglichkeit gegeben, eine Echtzeit-Bild­ übertragung von einer Kamera in der Flugkörperspitze vorzunehmen. Gleichzeitig mit den Bilddaten können als zusätzliche Informationen vom Flugkörper umfangreiche Meßwerte der Instrumentierung (z. B. Kreiselab­ griffe, Beschleunigungswerte, Batteriespannungen, Potentiometer- oder Schalterstellungen etc.) zum Boden und in Gegenrichtung vom Boden zum Flugkörper Steuer- und Schaltkommandos übermittelt werden.

Die Breitbandigkeit der Signalübertragung über große Lichtwellenleiter­ längen gestattet es damit, eine Konzentration der Intelligenz/Datenver­ arbeitung am Boden vorzunehmen und die Ausstattung und Güte der Instru­ mentierung beim Verlustgerät "Flugkörper" auf das absolute Minimum zu beschränken.

Bei der Ausstattung am Boden kann hingegen mehr Aufwand getrieben werden, weil die Bodenanlagen in geringeren Stückzahlen zu beschaffen sind und generell nicht als Verlustgerät eingestuft werden.

Das Verhältnis der Anzahl zu planender Flugkörper zur Anzahl der Boden­ anlagen wird auch bestimmt durch das militärisch/operationelle Einsatz­ konzept

• - Einzelschußwaffe für Spezialeinheiten zur Ausschaltung von ausge­ suchten Sonderzielen oder
• - Hauptverteidigungsmittel mit massiertem Einsatz wie bei der Artille­ rie,

wobei die Anforderungen an die Ausstattung hinsichtlich Navigationsgeräten und Sensor beim Flugkörper für den Sondereinsatz - und damit auch die Kosten - bestimmt höher sind als bei dem für den massierten Einsatz.

Für ein artillerie-ähnliches Einsatzkonzept wird vorgegeben, ein Zielge­ biet in größerer Entfernung anzufliegen, und dort in kürzester Zeit mit Raketen aus einem einzelnen Werfer, gelenkt von einem einzelnen Schützen möglichst viele, individuell verteilte Ziele auszuwählen und punktgenau zu treffen.

Bei Versuchsflügen mit einem lichtwellenleitergelenkten Flugkörpersystem wurde nachgewiesen, daß mit ausreichender Geländekenntnis - ggf. basierend auf detailliertem Kartenmaterial und mit Kurswahl über markante Punkte - ein Zielgebiet recht genau angeflogen werden kann und, daß die dort erkannten Ziele mit Unterstützung durch einen Bildkorrelations­ tracker punktgenau getroffen werden können. Allerdings muß der Schütze ausreichend Zeit haben, ein Ziel auf dem Monitor zu erkennen, den Tracker darauf zu setzen und die Annäherung bis zum Aufschlag zu überwa­ chen, um bei Bedarf den Haltepunkt des Trackers zur Verbesserung der Trefferlage zu korrigieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, von einer Bodenanlage mit Bedienung durch einen Schützen mehr als einen Flugkörper in das Zielgebiet zu bringen und unterschiedliche Kreiseldriften und Bauunsymmetrien der Flugkörper zu korrigieren.

Bei der Lösung der Erfindung besitzt jeder Flugkörper Lenkrechner und einen Tracker. Die Lenkung des Folgeflugkörpers erfolgt autonom durch die Bodenanlage bis hin zum Zielgebiet, und der Schütze übernimmt nur die Endeinweisung auf die jeweils anzugreifenden Ziele. Die Lenkkommandos für den Folgeflugkörper werden durch Bildvergleich gewonnen

Durch die Verwendung eines autonomen Zielhoming-Algorithmus im Tracker (z. B. Kantentracker mit Treffpunktwahl) muß nicht einmal mehr die Endan­ flugphase überwacht werden, so daß der Schütze nach Wahl eines neuen Zieles und Setzen des Trackers den nächsten ins Zielgebiet einfliegenden Flugkörper übernehmen kann. In diesem Fall ist das Zeitintervall zwi­ schen den Flugkörpern sehr gering und nur bestimmt durch Zielent­ deckungsfaktoren und durch Reaktionsfähigkeit und Belastbarkeit des Schützen, d. h. in der Größenordnung von einigen Sekunden.

Um einen zweiten oder weitere Flugkörper dem ersten zum Zielgebiet nach­ fliegen zu lassen, müssen bei automatischer Höhenhaltung die Azi­ mut-Lenkkommandos des ersten den anderen übermittelt werden. Bei glei­ cher Fluggeschwindigkeit, bei Ausrüstung der Flugkörper mit hochpräzisen Kreiseln und bei Zeitpunkt-Kommandoübergabe - definiert jeweils durch den Startzeitpunkt T₀ - ist weitgehend sichergestellt, daß die Folge­ flugkörper dem Weg des ersten folgen und recht genau am gleichen Ein­ flugbereich zum Zielgebiet eintreffen. Dies gilt auch bei Seitenwind, soweit die Windbedingungen während der Serie weitgehend konstant sind, da die Kommandos zum Ausgleich der Seitenverschiebung des ersten Flug­ körpers auch den folgenden übermittelt werden.

Als Problem ergibt sich allerdings, daß die hochpräzisen Kreisel sehr teuer sind. Preiswerte Kreisel besitzen jedoch hohe Driftraten. Bei­ spielsweise ergibt sich bei Kreiseldriften von ±0,15°/s und bei gegen­ sinniger Maximaldrift der Kreisel von Leit- und Folgeflugkörper nach einem Flugweg von 20 km ein Seitenversatz von 3,5 km, was für dieses Waf­ fensystem nicht tolerierbar ist bei einer Sichtfeldbreite von 500 m im Zielauffaß-Entfernungsbereich.

Nachdem jeder in der Serie gestartete Flugkörper einen eigenen Lenkrechner benötigt, jeder Flugkörper jedoch wegen der Zielzuweisung und des autonomen Endanflugs auch einen eigenen Tracker haben muß, ergibt sich allerdings eine hervorragende Möglichkeit zur Korrektur der unterschied­ lichen Kreiseldriften und Bauunsymmetrien durch Bildvergleich der Auf­ nahmen von Leit- und Folgeflugkörper.

Zusätzlich zu den Lenkkommandos bekommt der Folgeflugkörper zeitgenau auch die Bildinformation des Leitflugkörpers als Musterbild in den Tracker eingespielt. Durch Korrelation mit der eigenen Bildinformation können dadurch zu korrigierende Winkelablagen ermittelt werden.

Neben der laufenden Korrektur kann der Lenkrechner zusätzlich die Drift­ ratenunterschiede ermitteln, so daß bei zwischenzeitlichen Bildausfällen - z. B. Durchfliegen von Wolken oder Nebel - die Nachführung über ent­ sprechend korrigierte Lenkkommandos erfolgt.

Zum Bildvergleich muß nicht das gesamte Videobild zwischengespeichert werden, es genügt die jeweilige Informationsmenge des im Tracker imple­ mentierten Musterbildspeichers.

Zu untersuchen ist, ob es sinnvoller ist, die ganze Serie nach den In­ formationen des ersten Flugkörpers zu lenken, oder ob die Nachführung jeweils nach dem Vorausfliegenden erfolgen sollte.

Im ersten Fall ist Gewähr gegeben, daß alle Flugkörper etwa an der glei­ chen Stelle des Zielgebiets ankommen, allerdings können sich die Bedin­ gungen (z. B. Wetter) während der Serie ändern. Im zweiten Fall können sich geringe Bahnabweichungen aufaddieren.

Darüber hinaus müssen Vorkehrungen getroffen werden für den Fall, daß der Leitflugkörper auf dem Weg abgeschossen wird, und der Folgeflugkörper als neuer Leitflugkörper übernommen werden muß.

Claims (4)

1. Verfahren zum Lenken von Flugkörpern nach Lenkkommandos von einer Bodenanlage mit Übertragung von Bilddaten vom Flugkörper zur Bodenanlage und von Lenkkommandos zum Flugkörper über einen Lichtleiter, wobei jeder Flugkörper mit einem Lenkrechner - wegen jeweils eigener Zielzuwei­ sung - und mit einem Tracker - für autonomen Zielanflug - ausgerüstet ist, gekennzeichnet durch einen Bildvergleich der Aufnahmen von Leit- und Folgeflugkörper und daß daraus Lenkkommandos für den Folge­ flugkörper gewonnen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flugkörper eine Einrichtung zur automatischen Höhenhaltung aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fol­ geflugkörper Lenkkommandos nur im Azimut übermittelt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zusätzlich zu den Lenkkommandos von der Bodenanlage dem Folgeflugkörper auch die Bildinformation des Leitflugkörpers als Mu­ sterbild in dessen Tracker eingegeben wird und durch Korrelation mit der eigenen Bildinformation Winkelablagen ermittelt werden, die einer Kor­ rektureinrichtung zugeführt werden.