DE4108057A1 - Ausloeseeinrichtung fuer einen rotierenden wirkkoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auslöseeinrichtung für einen rotierenden Wirkkörper mit einer gerichteten Wirkladung, der einen optischen Sensor aufweist, dessen optische Achse in einem Winkel γ zur Bewegungsrich­ tung des Wirkkörpers ausgerichtet ist und aufgrund der Eigenbewegung des Wirkkörpers um die Bewegungsrichtung einen bestimmten Erfassungsbereich spiralförmig abtastet, wobei die optische Achse unter einem Vorlaufwin­ kel zur Wirkachse des Wirkteils angeordnet ist.

Aus der DE 40 02 355 A1 ist ein Gefechtskopf bekannt geworden, der eine von einem Fallschirm gebremste, rotierende Sinkbewegung ausführt. Die Auslöseeinrichtung des Gefechtskopfes ist mit einem optischen Sensor ausgerüstet, der aufgrund seiner Anordnung zur Fallrichtung auf einer spiralförmigen Bahn das Zielgebiet absucht. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß die Ermittlung des Zündzeitpunktes von der Drehgeschwin­ digkeit und von der Entfernung zum Ziel abhängig sind. Werden diese Größen als Konstante in das Berechnungsverfahren des Zündzeitpunktes aufgenommen, so ergeben sich je nach Konstellation große Abweichungen vom tatsächlich optimalen Auslösezeitpunkt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Trefferlage der an sich bekannten Waffe unter Vermeidung der genannten Nachteile zu verbessern. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Auslöseeinrichtung zwei AM/CW-Laserentfernungsmesser aufweist, deren Strahlen die gleiche Spur abtasten, und daß der Strahl des ersten Laserentfernungsmessers einen größeren Vorlaufwinkel wie der Strahl des zweiten Laserentfer­ nungsmessers aufweist, und daß die Ausgangssignale der beiden Laserent­ fernungsmesser in einer Schaltung ausgewertet werden, die den optimalen Zündzeitpunkt aus der Entfernung zum Ziel und der Sequenz der beiden Signale ermittelt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Auslöseschaltung sind den kennzeichnenden Teilen der Unteransprüche entnehmbar.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Auslöseeinrichtung ist darin zu sehen, daß die Trefferlage der Wirkladung nahezu unabhängig von der Entfernung vom Ziel und der Drehgeschwindigkeit des Wirkkörpers optimal bestimmbar ist. Bei gleichzeitiger Verwendung eines Infrarot-Sensors verringert sich die Wahrscheinlichkeit einer Fehlauslösung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Anordnung der Sensoren am Wirkkörper,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Auslöseeinrichtung.

Die Fig. 1 zeigt einen Wirkkörper 8, dessen Wirkladung so ausgerichtet ist, daß die Wirkachse 7 in einen Winkel γ zur Bewegungsrichtung 22 angeordnet ist. Der Wirkkörper 8 ist mit aerodynamischen Wirkmitteln 11, beispielsweise einem Fallschirm und einer Einrichtung zur Erzeugung einer Rotationsbewegung, ausgestattet. Somit beschreibt die Wirkachse 7 im Auftreffbereich eine spiralförmige Spur 6. Im Wirkkörper 8 sind zwei AM/CW-Laserentfernungsmesser 2, 3 angebracht, deren Strahlen 4, 5 eben­ falls in der Spur 6 laufen. Der Strahl 4 des ersten Laserentfernungsmes­ sers 2 weist dabei einen Vorlaufwinkel α gegenüber der Wirkachse 7 auf, der größer ist als der Vorlaufwinkel β des Strahls 5 des zweiten Laserentfernungsmessers 3. Zusätzlich zu den Laserentfernungsmessern 2, 3 kann ein passiver Infrarotsensor 9 am Wirkkörper 8 angebracht sein, dessen Erfassungsgebiet 10 etwa die Auftreffpunkte der Strahlen 4, 5 umschließt.

Die Fig. 2 zeigt die Auswerteschaltung 1 für die beiden Laserentfer­ nungsmesser 2, 3 und den passiven Infrarotsensor 9. Grundsätzlich ist die alleinige Auswertung der Ausgangssignale 12, 13 der beiden Laserent­ fernungsmesser 2, 3 ausreichend, die Erweiterung um den Infrarotsensor 9 verringert die Wahrscheinlichkeit einer Fehlauslösung.

Aufgrund der Anordnung der stark gebündelten Strahlen 4, 5 der Laserent­ fernungsmesser 2, 3 erzeugen beide prinzipiell die gleichen Ausgangs­ signale 12, 13, welche in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Wirkkörpers zeitversetzt auftreten. Die gemessenen Höhenprofile werden getrennt und in Kombination miteinander ausgewertet. Aus dem Ausgangs­ signal 12 des ersten Laserentfernungsmessers 2 wird zunächst die Infor­ mation über markante Sprünge des Höhenprofils 14 im Bereich von etwa 0,5-2,5 m gewonnen und anschließend die Zielmitte oder der -schwerpunkt 16 berechnet und als Signal 18c bereitgestellt.

Das Ausgangssignal 13 des zweiten Laserentfernungsmessers 3 wird zuerst bezüglich der absoluten Entfernung (bzw. Höhe) 15 zum Erfassungsgebiet ausgewertet und als Ausgangssignal 18a dargestellt. Weiterhin wird das Ausgangssignal 13 des zweiten Laserentfernungsmessers 3 zusammen mit dem Ausgangssignal 12 des ersten Laserentfernungsmessers 2 hinsichtlich der zeitlichen Differenz 17 und der sich darauf errechenbaren Drehge­ schwindigkeit des Wirkkörpers ausgewertet und als Ausgangssignal 18b ausgegeben. Aus den drei bei der Auswertung anfallenden Ausgangssignalen 18a, b, c kann nachfolgend die Verzögerungszeit 19 der Auslösung in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit und der Zielentfernung ermittelt und ein Zündsignal 23 erzeugt werden.

Als zusätzliche Information über das von den Laserentfernungsmessern 2, 3 detektierte Objekt wird das Ergebnis der Auswertung des passiven Infrarotsensor 9 verwendet. Vorzugsweise wird hierbei ein bispektraler Sensor eingesetzt, dessen Meßbereiche zum einen bei 7-12 µm zur Detektion der zieltypischen Temperaturstrahlung und zum anderen bei 0,8-2 µm zur Ermittlung von Flammen oder Täuschkörpern liegen. Erst wenn die Verknüpfung 21 der beiden Spektralbereiche die Bestätigung 24 eines bekämpfungswerten Zieles ergibt, so wird dieses Signal 24 zusammen mit dem Zündsignal 23 von der Laserentfernungsmesserauswertung zur Erzeugung des endgültigen Ausgangssignals 20 verwendet.

Die beschriebene Auslöseeinrichtung läßt sich nicht nur für senkrecht auf ein Zielobjekt herabfallende sondern in gleiche Weise auch für auf parabelähnlichen Bahnen fliegende Wirkkörper einsetzen.

Claims (6)

1. Auslöseeinrichtung für einen rotierenden Wirkkörper mit einer gerichteten Wirkladung, der einen optischen Sensor aufweist, dessen optische Achse in einem Winkel γ zur Bewegungsrichtung des Wirkkörpers ausgerichtet ist und aufgrund der Eigenbewegung des Wirkkörpers um die Bewegungsrichtung einen bestimmten Erfassungsbereich spiralförmig abtastet, wobei die optische Achse unter einem Vorlaufwinkel zur Wirkachse des Wirkteils angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinrichtung (1) des Wirkkörpers (8) zwei AM/CW-Laserentfer­ nungsmesser (2, 3) aufweist, deren Strahlen (4, 5) die gleiche Spur (6) abtasten und daß der Strahl (4) des ersten Laserentfernungsmessers (2) einen Vorlaufwinkel α und der Strahl (5) des zweiten Laserentfernungs­ messers (3) einen Vorlaufwinkel β gegenüber der Wirkachse (7) auf­ weisen, wobei α<β gilt, und daß die Ausgangssignale (12, 13) der beiden Laserentfernungsmesser (2, 3) in einer Schaltung (1) zur Bestimmung des optimalen Zündzeitpunktes ausgewertet werden.

2. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des ersten Laserentfernungsmessers (2) dahin­ gehend ausgewertet wird, zu welchem Zeitpunkt jeweils ein Sprung im abgetasteten Höhenprofil (14) erfolgt, woraus die Mitte oder der Schwer­ punkt des Zieles errechenbar (16) ist, und daß das Ausgangssignal (13) des zweiten Laserentfernungsmessers (3) bezüglich des Abstandes (15) zum Auftreffpunkt (6) des Strahles (5) ausgewertet wird und daß aus den Ausgangssignalen (12, 13) beider Laserentfernungsmesser (2, 3) aus dem zeitlichen Versatz die Drehgeschwindigkeit (17) ermittelt wird und daß schließlich aus diesen ermittelten Daten (18a, b, c) die Zeitverzöge­ rung (19) und der Auslösezeitpunkt (20) errechnet wird.

3. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Laserentfernungsmessern (2, 3) ein passiver Infrarotsensor mit gleicher optischer Erfassungsrichtung (9) zugeordnet ist.

4. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarotsensor in zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen (0,8-2,0 µm; 7-12 µm) arbeitet.

5. Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1, bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Vorlaufwinkel α, β mit Hilfe von Stellmitteln in Abhängigkeit von der gemessenen Höhe über dem Boden eingestellt wird.

6. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des oder der Vorlaufwinkel α, β in Stufen oder kontinuierlich erfolgt.