DE4336207A1 - Schnittstellenanordnung für die Datenübertragung zwischen Trägerflugzeug und Flugkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnittstellen-Anordnung für die Datenübertragung zwischen einem Trägerflugzeug und einem von dem Trägerflugzeug abzuschießenden, mit einem Zielsuchkopf versehenen Flugkörper, der mit dem Trägerflugzeug über ein mit wenigen Adern zur Übertragung analoger Signale ausgelegtes, beim Abschuß lösbares Verbindungskabel (Umbilical) verbunden ist.

Es gibt zielsuchende Flugkörper, insbesondere Luft-zu-Luft- Flugkörper, bei denen ein Suchkopf analoge Signale in Abhängigkeit von der Ablage des Ziels von einer optischen Achse erzeugt. Bei üblichen Flugkörpern dieser Art sitzt ein abbildendes optisches System auf einem Kreiselrotor. Dadurch ist es von den Winkelbewegungen des Flugkörpers entkoppelt. Der Kreiselrotor und das optische System sind hinter einem für infrarote Strahlung durchlässigen "Dom" in der Spitze des Flugkörpers angeordnet. Der Kreiselrotor ist kardanisch im Flugkörper gelagert. Die optische Achse des abbildenden optischen Systems bildet einen kleinen Winkel mit der Umlaufachse des Kreiselrotors. Das abbildende optische System erzeugt ein Bild eines Gesichtsfeldes in der Ebene einer flugkörperfesten Modulationsscheibe. Dieses Bild führt eine kreisende Bewegung relativ zu der Modulationsscheibe aus. Ein flugkörperfester, infrarotempfindlicher Detektor ist im Schwenkpunkt des Kreiselrotors hinter der Modulationsscheibe angeordnet. Der Detektor liefert frequenz- oder amplitudenmodulierte analoge Signale in Abhängigkeit von der Ablage eines erfaßten, strahlenden Ziels von der Umlaufachse des Kreiselrotors.

Der Suchkopf enthält Mittel, z. B. in Form einer den quer magnetisierten Kreiselrotor umgebenden Präzessionsspule, durch welche der Kreiselrotor mit seiner Umlaufachse ständig auf das Ziel hin ausgerichtet wird. Aus den auf die Präzessionsspule aufgeschalteten Signalen wird bei bekannten Suchköpfen gleichzeitig ein Steuersignal zur Lenkung des Flugkörpers abgeleitet.

Die Flugkörper sind üblicherweise in einem Startgerät angeordnet. Vor dem Abschuß müssen die Flugkörper auf ein Ziel eingewiesen werden. Zu diesem Zweck tauschen der Suchkopf des Flugkörpers und das Trägerflugzeug Informationen aus. Bei den Flugkörpern der vorstehend beschriebenen Art, bei denen der Suchkopf mit analogen Signalen arbeitet, sind diese Informationen einige wenige analoge Signale, die über ein dreiadriges Verbindungskabel (Umbilical) übertragen werden. Für diese Signale ist eine trägerflugzeugseitige Schnittstelle zur Verbindung mit dem Datenbus des Trägerflugzeugs vorgesehen. Eine solche Schnittstelle kann im Trägerflugzeug selbst sitzen. Die Schnittstelle kann aber auch in einem Startgerät (Launcher) angeordnet sein.

Der Suchkopf hat ein relativ kleines Momentan-Gesichtsfeld. Zur Zielauffassung wird dem Suchkopf vor dem Abschuß eine Abtastbewegung kommandiert, so daß er ein größeres Gesichtsfeld nach einem Ziel absucht. Der Kreiselrotor des Suchkopfes führt eine solche Abtastbewegung aus. Der Kreiselrotor des Suchkopfes kann aber auch durch ein Kommando von einem trägerflugzeugseitigen Radar auf ein von dem Radar erkanntes Ziel ausgerichtet werden.

Modernere Flugkörper weisen einen bildverarbeitenden Suchkopf auf. Ein solcher Suchkopf liefert eine Vielzahl von digitalen Daten. Diese Daten können über eine Datenleitung und eine geeignete Schnittstelle auf den Datenbus des Trägerflugzeugs übertragen werden.

Es gibt nun Trägerflugzeuge, die für den Datenaustausch mit Flugkörpern eingerichtet sind, die bildverarbeitende Suchköpfe aufweisen. Andere Trägerflugzeuge sind für den Datenaustausch mit Flugkörpern eingerichtet, deren Sucher in der beschriebenen Weise mit analogen Signalen arbeiten. Sollen die letzteren Trägerflugzeuge zum Betrieb mit moderneren bildverarbeitenden Suchköpfen geeignet gemacht werden, ist ein erheblicher Umbau erforderlich, bei dem im Trägerflugzeug neue Kabel verlegt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringstmöglichem Umbauaufwand Flugkörper verschiedener Art, d. h. mit analogem oder bildverarbeitendem Suchkopf mit Trägerflugzeugen zu betreiben, die für Flugkörper beliebiger Art eingerichtet sind, d. h. auch ggf. für Flugkörper eingerichtet sind, die von der Art des jeweils benutzten Flugkörpers abweichen. Es soll also möglich sein, sowohl Flugkörper mit analogem Suchkopf als auch Flugkörper mit bildverarbeitendem Suchkopf wahlweise in ein und demselben Trägerflugzeug zu verwenden. Dabei soll der Umbauaufwand gering gehalten sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

• - zur wahlweisen Verwendung des Trägerflugzeugs mit einem Flugkörper, dessen Zielsuchkopf ein analoges Zielablagesignal liefert oder mit einem Flugkörper, der einen bildverarbeitenden Zielsuchkopf enthält,
• - an einem Datenbus des trägerflugzeugseitig wenigstens zwei Schnittstellen anliegen, von denen die eine für die Datenübertragung über das Verbindungskabel zu einem Flugkörper mit analogen Zielablagesignalen und die andere für die Datenübertragung zu einem mit bildverarbeitendem Zielsuchkopf ausgerüsteten Flugkörper ausgelegt ist,
• - das Verbindungskabel durch Steuersignale wahlweise an die eine oder an die andere Schnittstelle anlegbar ist und
• - an den Flugkörpern Signalgeber vorgesehen sind, welche die Art des Flugkörpers signalisieren und durch welche eine automatische Anschaltung der einen oder der anderen Schnittstelle auslösbar ist.

Erfindungsgemäß erfolgt die Übertragung der Daten in allen Fällen über ein und dasselbe Verbindungskabel. Das ist bei entsprechender Aufbereitung möglich. Je nachdem, ob der Flugkörper mit einem analogen oder einem bildverarbeitenden Suchkopf ausgerüstet ist, wird die Verbindung zum Datenbus des Trägerflugzeugs über die eine oder die andere Schnittstelle hergestellt. Wenn der Flugkörper aus der Bildverarbeitung mehr Daten, z. B. ein größeres Gesichtsfeld, liefert, dann wird dieser Vorteil ausgenutzt. Wenn der Flugkörper nur wenige Daten aus den analogen Signalen des Suchkopfes liefert, können diese Daten auch verarbeitet werden, wobei natürlich die Möglichkeiten entsprechend eingeschränkt sind.

Flugkörperseitig kann in einem mit einem bildverarbeitenden Suchkopf ausgerüsteten Flugkörper eine mit einem Datenbus des Flugkörpers verbundene erste Schnittstelle vorgesehen sein, durch welche vollständige Datensätze des bildverarbeitenden Suchkopfes zur Übertragung über das besagte Verbindungskabel zu einer für den Empfang dieser Datensätze eingerichteten trägerflugzeugseitigen Schnittstelle aufbereitbar sind. Dabei kann in dem mit einem bildverarbeitenden Suchkopf ausgerüsteten Flugkörper weiterhin eine zweite Schnittstelle vorgesehen sein, durch welche die Datensätze des bildverarbeitenden Suchkopfes in Daten umsetzbar sind, die den analogen Daten des ein analoges Zielablagesignal liefernden Suchkopfes entsprechen. Es kann eine von der Schnittstelle des Trägerflugzeugs gesteuerte Umschaltvorrichtung vorgesehen sein, durch welche die erste oder die zweite Schnittstelle des Flugkörpers an das Verbindungskabel anschaltbar ist, abhängig von der Art der trägerflugzeugseitig vorhandenen Schnittstelle. Damit kann er mit einem bildverarbeitenden Suchkopf in einem Trägerflugzeug Verwendung finden, das nicht für die Verarbeitung von Daten aus der Bildverarbeitung eingerichtet ist.

Die erste und die zweite trägerflugzeugseitige Schnittstelle können entweder im Trägerflugzeug oder in einem Startgerät angeordnet sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm und zeigt schematisch den Grundaufbau des Datenaustauschs zwischen Trägerflugzeug und Flugkörper.

Fig. 2 ist ein schematisches Blockdiagramm und zeigt die trägerflugzeugseitige Ausrüstung mit zwei Schnittstellen für ein Trägerflugzeug, das wahlweise "analoge" oder "bildverarbeitende" Flugkörper verschießen kann, wobei die Schnittstellen im Trägerflugzeug angeordnet sind.

Fig. 3 ist ein schematisches Blockdiagramm und zeigt die trägerflugzeugseitige Ausrüstung mit zwei Schnittstellen für ein Trägerflugzeug, das wahlweise "analoge" oder "bildverarbeitende" Flugkörper verschießen kann, wobei die Schnittstellen im Startgerät angeordnet sind.

Fig. 4 veranschaulicht die Wirkungsweise der Schnittstelle.

Fig. 5 ist ein schematisches Blockdiagramm und zeigt die flugkörperseitige Ausrüstung mit zwei Schnittstellen für einen bildverarbeitenden Flugkörper, durch welche je nach der Ausrüstung des Trägerflugzeugs über das Verbindungskabel die vollständigen Daten des bildverarbeitenden Suchkopfes oder Daten übertragbar sind, die den von einem analogen Suchkopf gelieferten, reduzierten Informationen entsprechen.

In Fig. 1 ist mit 10 das Rechnersystem eines Trägerflugzeugs bezeichnet. Mit 12 ist ein von dem Trägerflugzeug abzuschießender Flugkörper bezeichnet. Der Flugkörper 12 ist mit dem Trägerflugzeug über eine im Trägerflugzeug vorgesehene Verdrahtung 14 und lösbare Verbindungen verbunden.

Das Rechnersystem 10 enthält eine Schnittstelle für den Datenaustausch mit dem Trägerflugzeug zum Zwecke der Zielauffassung. Der Datenaustausch ist durch den Doppelpfeil 16 symbolisiert. Der Flugkörper 12 enthält einen infrarotempfindlichen Suchkopf.

In Fig. 2 ist eine Ausführung der trägerflugzeugseitigen Ausrüstung dargestellt. Das im Trägerflugzeug angeordnete Rechnersystem 10 enthält einen Datenbus 18. An dem Datenbus 18 liegt über eine Datenleitung 20 eine Schnittstelle 22. Weiterhin ist mit dem Datenbus 18 über eine Datenleitung 24 eine Schnittstelle 26 verbunden. Die Pfeile der Datenleitungen 20 und 24 zeigen die in der hier beschriebenen Anwendung genutzte Datenflußrichtung von und zum Datenbus 18 an. Die Schnittstelle 22 sitzt in einem Bauteil (SEAM-Box) 28. Die Schnittstelle 26 sitzt in einem Bauteil (SEAM-E-Box) 30.

Die Schnittstelle 22 ist in an sich bekannter Weise dafür ausgelegt, Daten von dem Rechnersystem 10 des Trägerflugzeugs und dem Datenbus 18 in Signale umzusetzen, die auf einem dreiadrigen, lösbaren Verbindungskabel 32 zu einem Flugkörper (AIM-9) übertragen werden, der einen "analogen" Suchkopf aufweist. Die Schnittstelle 26 ist dafür ausgelegt, einerseits Daten von dem Rechnersystem 10 des Trägerflugzeugs und dem Datenbus 18 in Signale umzusetzen, die auf dem dreiadrigen Verbindungskabel 32 zu einem Flugkörper (FK 2) übertragen werden, der einen "bildverarbeitenden" Suchkopf aufweist, und andererseits Daten von dem bildverarbeitenden Suchkopf des Flugkörpers, die ebenfalls über das dreiadrige Verbindungskabel auf den Datenbus 18 und das Rechnersystem 10 des Trägerflugzeuges zu übertragen. Das Verbindungskabel 32 verläuft von dem Trägerflugzeug über Steckverbindungen zu einem an dem Trägerflugzeug angebrachten Startgerät und von diesem zu einem Verbindungsteil 36.

In dem Bauteil 28 verläuft ein Abschnitt 40 des dreiadrigen Verbindungskabels 32. Der Abschnitt 40 ist über eine Verbindung 42 mit einem Abschnitt 44 des Verbindungskabels verbunden. Der Abschnitt 44 des Verbindungskabels 32 verläuft in dem Bauteil 30. In dem Abschnitt 44 des Verbindungskabels 32 ist ein Umschalter 46 vorgesehen. Durch den Umschalter 46 kann das Verbindungskabel 32 von der Verbindung 42 und damit dem Bauteil 28 getrennt und mit einem dreiadrigen Kabelabschnitt 48 verbunden werden, der zu der Schnittstelle 26 geführt ist. Die Schnittstelle 26 ist weiter über einen Eingang 50 mit dem Verbindungskabel 32 flugkörperseitig von dem Umschalter 46 verbunden. Die Schnittstelle 26 steuert den Umschalter 46 über einen Steuerausgang 52.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm und zeigt die flugkörperseitige Anordnung bei einem mit einem bildverarbeitenden Suchkopf arbeitenden Flugkörper.

Der Flugkörper (FK 2) 12 liefert und empfängt Daten auf einem Datenbus 54. Mit 56 ist generell die Schnittstellen-Elektronik des Flugkörpers 12 bezeichnet. Die Schnittstellen-Elektronik 56 enthält eine erste Schnittstelle 58 und eine zweite Schnittstelle 60. Die Schnittstelle 58 ist über eine Datenleitung 62 mit dem Datenbus 54 verbunden. Die Datenleitung 62 überträgt Daten in beiden Richtungen, d. h. von dem Datenbus 54 zur Schnittstelle 58 und von der Schnittstelle 58 zum Datenbus 54. Die Schnittstelle 60 ist über eine Datenleitung 64 mit dem Datenbus 54 verbunden. Die Datenleitung 64 überträgt Daten in beiden Richtungen, d. h. von dem Datenbus 54 zur Schnittstelle 60 und von der Schnittstelle 60 zum Datenbus 54.

Die Schnittstelle 58 erzeugt aus den Daten, die von dem bildverarbeitenden Suchkopf des Flugkörpers 12 und dem in dem Flugkörper 12 installierten Rechner geliefert werden, einen beschränkten Signalsatz, der dem von einem "analogen" Suchkopf gelieferten Signalsatz entspricht (AIM-9L-SEAM-Signalsatz). Ein solcher Signalsatz enthält natürlich wesentlich weniger Informationen als der bildverarbeitende Suchkopf tatsächlich liefert. Es geht also Suchkopf-Information verloren. Der so reduzierte Signalsatz ist jedoch für Trägerflugzeuge bestimmt, die für Flugkörper mit "analogen" Suchköpfen wie den Sidewinder AIM-9L eingerichtet sind.

Die Schnittstelle 60 verarbeitet dagegen die volle Information von dem bildverarbeiteten Suchkopf geliefert wird einschließlich der Daten über den Flugkörper-Status. Diese Daten werden so aufbereitet und gesendet, daß sie über das dreiadrige Verbindungskabel 32 übertragen werden können. Entsprechend empfängt die Schnittstelle 60 vom Trägerflugzeug über das Verbindungskabel 32 Einweisdaten (Prelaunch-Daten), die in Daten für den Datenbus 54 und Rechner des Flugkörpers 12 umgesetzt werden.

Der Ausgang der Schnittstelle 58 ist von einem dreiadrigen Kabelabschnitt 66 gebildet. Der Ausgang der Schnittstelle 60 ist von einem dreiadrigen Kabelabschnitt 68 gebildet. Durch einen Umschalter 70 ist wahlweise der Kabelabschnitt 68 oder der Kabelabschnitt 66 auf das Verbindungskabel 32 geschaltet. Das Verbindungskabel ist über eine beim Abschuß lösbare "Nabelschnur" (Umbilical) 72 geführt. Der Umschalter 70 ist von einem Steuergerät 74 über eine Steuerleitung 76 gesteuert. Das Steuergerät erhält wiederum ein Steuersignal über eine Leitung 78. Das Steuersignal gibt an, für welche Art von Flugkörpern, solche mit "analogem" Suchkopf oder solche mit "bildverarbeitenden" Suchkopf, das Trägerflugzeug eingerichtet ist. Dementsprechend wird entweder die Schnittstelle 58 oder die Schnittstelle 60 angeschaltet.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung, die ähnlich aufgebaut ist wie die Anordnung von Fig. 2. Entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie dort.

Bei der Ausführung von Fig. 3 sind die Bauteile 28 und 30 mit den Schnittstellen 22 bzw. 26 nicht im Trägerflugzeug und dessen Rechnersystem 10 angeordnet sondern im Startgerät 34. In übrigen ist die Funktion die gleiche wie bei der Anordnung von Fig. 2.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung in Verbindung mit einem Flugkörper mit bildverarbeitendem Suchkopf ist in Fig. 4 schematisch dargestellt:
Nach dem Einschalten liefert der bildverarbeitende Suchkopf (des Flugkörpers FK 2) einen Kenncode über das Verbindungs­ kabel 38. Dieser Kenncode beaufschlagt zunächst den Bauteil 28 mit der für einen "analogen" Suchkopf eingerichteten Schnittstelle 22. Der Bauteil 28 liefert keine Reaktion. Wenn nur der Bauteil 28 vorhanden ist, erfolgt dann flugkörperseitig eine Umschaltung durch Schalter 70 auf die flugkörperseitige Schnittstelle 58. Trotz des Vorhandenseins eines bildverarbeitenden Suchers im Flugkörper arbeiten Flugkörper und Trägerflugzeug im "analogen" Modus ("AIM-9L").

Ist dagegen, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, im Trägerflugzeug oder dem Startgerät zusätzlich der Bauteil 30 mit der Schnittstelle 26 vorhanden, dann geht der Kenncode über die Verbindung 50 weiter zur Schnittstelle 26. Die Schnittstelle 26 ist für die digitale Nutzung und Weitergabe der vom Flugkörper gelieferten Daten eingerichtet. Der Kenncode vom Flugkörper wird von der Schnittstelle 26 erkannt. Diese legt über die Steuerleitung 52 den Schalter 46 um. Zusätzlich wird die Schnittstelle 26 eingeschaltet. Die Schnittstelle 26 liefert über das Verbindungskabel 38 einen entsprechenden Kenncode an den Flugkörper zurück. Dieser wird vom Steuergerät 74 erkannt. Durch das Steuergerät 74 wird über die Steuerleitung 76 der Schalter 70 aus der in Fig. 5 dargestellten Stellung umgeschaltet und die Schnittstelle 60 an das Verbindungskabel 32 gelegt. Damit können alle digitalen Daten des bildverarbeitenden Suchers des Flugkörpers und alle Daten des Rechnersystems wechselweise über das Verbindungskabel 38 übertragen und ausgenutzt werden.

Wenn der Flugkörper einen "analogen" Suchkopf aufweist, dann liefert er keinen Kenncode. In diesem Fall bleiben die Schalter 46 und 70 in den dargestellten Stellungen. Trägerflugzeug und Flugkörper arbeiten in üblicher Weise im "analogen" Modus.

Claims (5)

1. Schnittstellen-Anordnung für die Datenübertragung zwischen einem Trägerflugzeug und einem von dem Trägerflugzeug abzuschießenden, mit einem Zielsuchkopf versehenen Flugkörper, der mit dem Trägerflugzeug über ein mit wenigen Adern zur Übertragung analoger Signale ausgelegtes, beim Abschuß lösbares Verbindungskabel (32) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - zur wahlweisen Verwendung des Trägerflugzeugs mit einem Flugkörper, dessen Zielsuchkopf ein analoges Zielablagesignal liefert oder mit einem Flugkörper, der einen bildverarbeitenden Zielsuchkopf enthält,
• - an einem Datenbus (18) trägerflugzeugseitig wenigstens zwei Schnittstellen (22, 26) anliegen, von denen die eine für die Datenübertragung über das Verbindungskabel (32) zu einem Flugkörper mit analogen Zielablagesignalen und die andere für die Datenübertragung zu einem mit bildverarbeitendem Zielsuchkopf ausgerüsteten Flugkörper ausgelegt ist,
• - das Verbindungskabel (32) durch Steuersignale wahlweise an die eine oder an die andere Schnittstelle (22, 26) anlegbar ist und
• - an den Flugkörpern Signalgeber vorgesehen sind, welche die Art des Flugkörpers signalisieren und durch welche eine automatische Anschaltung der einen oder der anderen Schnittstelle (22, 26) auslösbar ist.

2. Schnittstellen-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem mit einem bildverarbeitenden Suchkopf ausgerüsteten Flugkörper eine mit einem Datenbus (54) des Flugkörpers versehene erste Schnittstelle (60) vorgesehen ist, durch welche vollständige Datensätze des bildverarbeitenden Suchkopfes zur Übertragung über das besagte Verbindungskabel (32) zu einer für den Empfang dieser Datensätze eingerichteten trägerflugzeugseitigen Schnittstelle (26) aufbereitbar sind.

3. Schnittstellen-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - in dem mit einem bildverarbeitenden Suchkopf ausgerüsteten Flugkörper weiterhin eine zweite Schnittstelle (58) vorgesehen ist, durch welche die Datensätze des bildverarbeitenden Suchkopfes in Daten umsetzbar sind, die den analogen Daten des ein analoges Zielablagesignal liefernden Suchkopfes entsprechen, und
• - eine von der Schnittstelle des Trägerflugzeugs gesteuerte Umschaltvorrichtung (70) vorgesehen ist, durch welche die erste oder die zweite Schnittstelle (60, 58) des Flugkörpers an das Verbindungskabel (32) anschaltbar ist, abhängig von der Art der trägerflugzeugseitig vorhandenen Schnittstelle.

4. Schnittstellen-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite trägerflugzeugseitige Schnittstelle (22, 26) im Trägerflugzeug angeordnet sind.

5. Schnittstellen-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite trägerflugzeugseitige Schnittstelle (22, 26) in einem am Trägerflugzeug angebrachten Startgerät angeordnet sind.