DE4412688A1 - Remote control device for igniting the warhead of a projectile - Google Patents
Remote control device for igniting the warhead of a projectileInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Fernsteuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a remote control device according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Einrichtung ist aus der US-PS 4 214 534 bekannt. Dort ist die Waffe, aus der das Projektil ver schossen wird, mit einem Radargerät ausgestattet, das einen schmalen Strahl in Richtung der Projektil-Flug bahn abgibt, um Impulse an das Projektil zu übermit teln. Wenn an Bord des Projektils eine vorgegebenen Im pulszahl empfangen und aufsummiert wurde, wird daraus ein Zündkommando für den Gefechtskopf abgeleitet. Der entsprechende Zeitpunkt ab dem Abfeuern des Projektils ist am Gefechtsstand über die Pulsfolgefrequenz vari ierbar. Da aber die Projektilgeschwindigkeit nicht kon stant ist, ergibt die Pulszahl kein genaues Maß für die Entfernung, in der das Projektil gezündet wird. Außer dem ist eine sichere Projektilverfolgung mittels eines schmalen Radarstrahles technisch sehr aufwendig.Such a device is known from US Pat. No. 4,214,534 known. There is the weapon from which the projectile ver is equipped with a radar device that a narrow beam towards the projectile flight bahn to transmit impulses to the projectile teln. If a given Im on board the projectile pulse number received and added up, it becomes derived an ignition command for the warhead. Of the corresponding time from the firing of the projectile is variable at the command post via the pulse repetition frequency able. However, since the projectile speed does not is constant, the pulse number does not give an exact measure for the Distance at which the projectile is fired. Except that is a safe projectile tracking by means of a narrow radar beam technically very complex.
Um die geschwindigkeitsabhängige Unsicherheit der zeitabgeleiteten Zündentfernung zu verringern, ist es etwa nach der DE-OS 39 03 639 vorgesehen, eine Korrek turgröße in Abhängigkeit von der Rohraustrittsgeschwin digkeit des verschossenen Projektils auszuwerten. Die Tatsache, daß die tatsächliche Projektilgeschwindigkeit über die Zielentfernung nicht konstant ist, wird durch eine solche Korrekturinformation aber ebenfalls nicht berücksichtigt, so daß in der Praxis wieder unzulässig schwankende Zündabstände zum Zielobjekt auftreten. Das stört besonders dann, wenn ein Splitter-Gefechtskopf gegen ein in Deckung befindliches Zielobjekt wirken, also definiert bezüglich eines anvisierten Fixpunktes detonieren soll.To the speed-dependent uncertainty of the to reduce time-derived ignition distance, it is provided according to DE-OS 39 03 639, a correction door size depending on the pipe outlet speed evaluation of the fired projectile. The Fact that the actual projectile speed is not constant over the target distance is indicated by such correction information is also not taken into account, so that in practice again inadmissible fluctuating ignition distances to the target object occur. The especially annoying when a splinter warhead act against a target object in cover, thus defined with regard to a target fixed point detonate.
Eine präzisere Zielabstandszündung ergibt sich, wenn das Projektil mit einem aktiven Rückstrahl-Entfernungs messer ausgestattet ist, wie im Falle der optronischen Entfernungsmessers nach der US-PS 4,223,607 oder nach der US-PS 4,776,274. Allerdings steigt der gerätetech nische Aufwand und damit der Preis eines Projektils au ßerordentlich an, wenn es mit einem aktiven ver schußfesten Entfernungsmesser zur Zündauslösung ausgestattet werden muß. Außerdem ist die Zuverlässig keit der Zündauslösung von den Reflexionsgegebenheiten am Zielobjekt abhängig, und eine Zündauslösung defi niert hinter einem vom Entfernungsmesser angestrahlten Fixpunkt ist nicht möglich. Ferner läßt sich beim ein mal gestarteten Projektil der voreingestellte Zündab stand nicht mehr verändern, was insbesondere bei sehr großen Schußentfernungen zur Anpassung an aktuell sich ändernde Zielgegebenheiten wünschenswert wäre, etwa um von einem Falschziel noch auf ein Echtziel um zuschwenken oder beim Schießen aus der Fahrt auf be wegte Ziele.A more precise target distance ignition results if the projectile with an active retroreflective range knife, as in the case of the optronic Rangefinder according to US Pat. No. 4,223,607 or U.S. Patent 4,776,274. However, the device tech increases African effort and thus the price of a projectile Extraordinary when it comes to an active ver fireproof rangefinder to trigger the ignition must be equipped. In addition, the reliability is speed of the triggering of the reflection conditions dependent on the target object, and an ignition trigger defi kidney behind one illuminated by the rangefinder Fixed point is not possible. Can also be a times the projectile started the preset ignition did not change anymore, which was especially true great shot distances to adapt to current oneself changing target conditions would be desirable, for example from a wrong target to a real target swivel in or when shooting from driving on be away goals.
Der Erfindung liegt nämlich insbesondere das technische Problem zugrunde, die Effektivität des Einsatzes zumal großkalibriger Projektile, wie sie als Granaten oder Raketen aus der Rohrwaffe von Haubitzen oder Kampfpan zern über große Distanzen verschießbar sind, durch Ein schalten eines präzise vorgegebenen und auch noch wäh rend der Mission korrigierbaren Luftsprengpunktes, trotz unvermeidlicher Längsstreuungen in der Kinematik der Munition, wesentlich zu steigern.The invention is in particular the technical Underlying problem, the effectiveness of the use especially large caliber projectiles such as grenades or Missiles from the howitzer of a howitzer or battle pan zer can be fired over long distances by one switch a precisely specified and also select correctable explosive point of the mission, despite inevitable longitudinal scatter in the kinematics ammunition to increase significantly.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die gattungsgemäße Fernsteuerein richtung auch gemäß dem Kennzeichnungsteil des Haupt anspruches ausgelegt ist.This task is essentially according to the invention solved in that the generic remote control Direction also according to the marking part of the main claim is designed.
Nach dieser Lösung werden quasi-kontinuierlich die Momentanentfernungen vom Gefechtsstand zum Zielobjekt und zum auf dieses Zielobjekt abgefeuerten Projektil gemessen, und an das Projektil wird vom Gefechtsstand ein Zündkommando übermittelt, sobald die Entfernungs differenz und damit die Restentfernung vom momentanen Projektilstandort zum Zielobjekt sich auf einen im Hin blick auf die Wirkung des Gefechtskopfes optimiert vor gegebenen Wert verringert hat.After this solution, the quasi-continuously Instantaneous distances from the command post to the target and the projectile fired at this target is measured, and the projectile is fired from the command post an ignition command is transmitted as soon as the range difference and thus the remaining distance from the current one Projectile location to the target object on a back optimized look at the effect of the warhead given value has decreased.
Wenn der durch Detonationsdruck oder durch Splitterwir kung zu belegende Wirkbereich hinter einem Hindernis liegt und somit nicht unmittelbar anvisierbar ist, wird für die Zielentfernungsmessung entweder ein Zielpunkt hinter dem Wirkbereich gewählt oder (bezüglich des an visierten Hindernisses) ein negativer Wert für die Aus löseentfernung vorgegeben. Andererseits kann es sich beim Zielobjekt durchaus auch um ein relativ zum Gefechtsstand sich bewegendes Objekt handeln, wie bei spielsweise um einen gegnerischen Kampfpanzer, da die Restentfernung wenigstens quasi-kontinuierlich ermit telt und somit stets der optimale Zündabstand eingehal ten wird. Ein Umschalten auf Aufschlagzündung ist je derzeit und verzögerungsfrei möglich, indem die für die Zündauslösung vorgegebene Restentfernung am Gefechts stand auf Null gesetzt oder aber die Entfernungsmessung bzw. der Zündkommando-Modulator abgeschaltet wird.If this is caused by detonation pressure or by splinters effective area behind an obstacle lies and is therefore not directly targetable for the target distance measurement either a target point selected behind the effective range or (with regard to the targeted obstacle) a negative value for the off solution distance specified. On the other hand, it can with the target object also by a relative to Command post moving object act like at for example an enemy battle tank, because the Residual distance at least quasi-continuously and thus always keep the optimal ignition distance will. Switching to impact ignition is always currently and without delay possible by the for the Ignition triggering specified remaining distance on the battle was set to zero or the distance measurement or the ignition command modulator is switched off.
Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Fernsteuereinrichtung bei fernlenkbaren Projektilen einsetzbar, die ständigen Leitstrahl-Kontakt haben und über diesen unmittelbar auf ein vom Gefechtsstand her anvisiertes Zielobjekt gelenkt werden. Denn dann kann, wie in der DE-OS 41 37 843 näher beschrieben, der Leit strahl zusätzlich zum Laserstrahl des Ent fernungsmessers in das Hauptzielfernrohr eingekoppelt und so mit der optischen Zielbeobachtung harmonisiert werden. Während dieser nur selten und kurzzeitig einge schaltete Entfernungsmesser die Zielentfernung liefert, kann die laufende Projektilentfernung über den Leit strahl selbst bestimmt werden, indem die praktisch in Dauerstrichbetrieb arbeitende Lenkinformation von einer Impulsinformation zur Rückstrahl-Entfernungsmessung überlagert wird. Hierfür kann derselbe Laser-Resonator herangezogen werden, der auch den Leitstrahl liefert, indem dessen Wellenlänge kurzfristig verschoben und zu sätzlich moduliert wird und die Impulsreflex-Laufzeiten oder Phasendifferenzen des frequenzveränderten Strahles frequenzselektiv zur Bestimmung der aktuellen Pro jektilentfernung empfangen werden.The one according to the invention is particularly advantageous Remote control device for remotely steerable projectiles can be used that have constant beacon contact and via this directly to one from the command post targeted target object. Because then, as described in DE-OS 41 37 843, the guide beam in addition to the Ent's laser beam rangefinder coupled into the main riflescope and so harmonized with the optical target observation become. During this only rarely and briefly switched rangefinder delivers the target range, the ongoing projectile removal can be carried out via the guide beam itself can be determined by practically in Continuously operating steering information from one Pulse information for retroreflective distance measurement is superimposed. The same laser resonator can be used for this are used, which also delivers the beacon, by temporarily shifting its wavelength and closing is modulated and the impulse reflex runtimes or phase differences of the frequency-changed beam frequency selective to determine the current pro ejection distance can be received.
Besonders zweckmäßig für die praktische Realisierung ist es, den Gefechtsstand eines Kampfpanzers mit an sein Hauptzielfernrohr angeschlossenem Laser-Zielent fernungsmesser zusätzlich um die Leitstrahl-Lenkein richtung mit Zündkommando-Modulator zu erweitern, so daß ein aus dem Rohr des Turmes verbrachtes, und danach seinen Raketenmotor startendes, aber nicht eigens mit einem Abstandszündsensor auszustattendes Projektil mit tels der Leitstrahl-Fernsteuerung, ohne irgendwelche Tempiererfordernisse im Zuge des Ladevorganges, über große Entfernung präzise auf ein Zielobjekt lenkbar ist und aus der Messung der Restentfernung ebenso präzise in vorbestimmtem Abstand zum Zielobjekt gezündet wird. So kann über die Entfernungsdifferenzmessung der jewei lige Zündabstand optimal an unterschiedliche Gefechts köpfe der gerade aus dem Rohr gestarteten Projektile angepaßt werden; wobei hinsichtlich der Projektil-Fami lie mit ihrem Gefechtskopf-Spektrum zur Vermeidung von Wiederholungen voll-inhaltlich auf die eigene heutige Parallel-Anmeldung " . . . " Bezug genommen wird.Particularly useful for practical implementation is to take on the command post of a main battle tank his main riflescope connected laser target rangefinder additionally around the beacon steering extend direction with ignition command modulator, see above that one got out of the tube of the tower, and after that starting his rocket engine, but not with it projectile to be equipped with a distance ignition sensor of the beacon remote control, without any Temperature requirements in the course of the loading process, about long distance can be precisely directed to a target object and from the measurement of the residual distance just as precisely is fired at a predetermined distance from the target object. So the distance difference measurement of the respective optimal firing distance to different battles heads of the projectiles just launched from the tube be adjusted; with regard to the projectile family lie with their warhead spectrum to avoid Repetitions in full content on your own today Parallel registration "..." is referenced.
Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie wei tere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksich tigung der Darlegungen in der nachgehefteten Zusammenfassung, aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark abstrahiert und nicht maßstabsgerecht skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispiels zur erfin dungsgemäßen Fernsteuereinrichtung. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein ferngesteuertes Lenkprojektil, an das bei definierter Annäherung an ein anvisiertes Zielobjekt über die Fernsteuerverbindung ein Zündbefehl übermittelt wird.Additional alternatives and further training as well as white Other features and advantages of the invention emerge from the other claims and, also under consideration making the statements in the stapled Summary, from the description below of a in the drawing limited to the essentials highly abstracted and not drawn to scale preferred implementation example for inventions remote control device according to the invention. The only figure the drawing shows a remotely controlled steering projectile, in the case of a defined approach to a targeted one Target object via the remote control connection an ignition command is transmitted.
Das in der Zeichnung symbolisch vereinfacht skizzierte Projektil 11 ist gegen ein Zielobjekt 12 gerichtet. Vorzugsweise handelt es sich um ein mit Eigenantrieb oder Nachbeschleuniger, insbesondere mit einem Raketen motor, ausgestattetes Projektil 11, weshalb mit einer konstanten oder auch nur verlaufsmäßig bekannten Projektilgeschwindigkeit nicht gerechnet werden kann. Das Projektil 11 ist - jedenfalls in der Endphase der Zielannäherung - in einem des Zielobjekt 12 an visierenden Leitstrahl 13 steuerbar. Wie in der DE-OS 41 37 843 näher erläutert, ist der Leitstrahl 13 zweck mäßigerweise in den Spiegelkopf 14 des mit integriertem Laser-Zielentfernungsmesser 24 ausgestatteten Hauptzielfernrohres einer Waffenleitanlage, insbeson dere für den Turm eines Kampfpanzers, eingekoppelt. Eine an das Hauptzielfernrohr adaptierte Lenk einrichtung 15 enthält einen Laser-Resonator 16 und einen Modulator 17. Letzterer prägt z. B. gegeneinander abgegrenzte Bereiche in der Querschnittsfläche des vom Resonator 16 gelieferten Strahles 18 voneinander unterscheidbare Kennungen ein und macht diesen dadurch zum Leitstrahl 13, weil ein Laser-Empfänger 19 im Pro jektil 11 dadurch nach Maßgabe der momentanen Lage im Stahlquerschnitt eine Steuerungsinformation zum Rück führen des Projektils 11 in das Zentrum des Leitstrah les 13 liefern kann. Mittels eines Zoom 20 wird der Öffnungswinkel 21 des Leitstrahles 13 mit größerer Ent fernung L1 vom Gefechtsstand 22 verkleinert, um am Orte des Empfängers 19 einen angenähert konstanten Quer schnitt des Leitstrahles 13 und damit ein konstantes dynamisches Verhalten der Flugbahnkorrektur zu erzie len. Mittels einer Elevationssteuerung 23 kann der Leitstrahl 13 nach dem Start des Projektils 11 gegen über der Sichtlinie zum Zielobjekt 12 angehoben werden, damit einerseits nicht die Annäherungsbewegung des Projektils 11 durch vielleicht nahe der Sichtlinie vor dem Zielobjekt 12 aufragende Hindernisse gestört und andererseits die aus direkter Anstrahlung resultierende Verratswahrscheinlichkeit am Orte des Zielobjekts 12 herabgesetzt wird; außerdem werden dadurch störende Bodenreflexionen vermieden. Erst in der Endphase der Zielannäherung wird dann für unmittelbaren Zielanflug der Leitstrahl 13 in die Sichtlinie zum Ziel 12 herab geschwenkt. Dieser Zeitpunkt bestimmt sich im Ge fechtsstand 22 nach Maßgabe der beim Start des Projek tils 11 gemessenen Zielentfernung 42 und der grob be kannten Durchschnittsgeschwindigkeit des Projektils 11. Nun wird die aktuelle Zielentfernung 42 noch einmal ge messen und außerdem spätestens jetzt die laufende Mes sung der Projektilentfernung 41 aufgenommen.The projectile 11 , symbolically simplified in the drawing, is directed against a target object 12 . It is preferably a projectile 11 equipped with self-propulsion or post-accelerator, in particular with a rocket motor, which is why a constant or even known projectile speed cannot be expected. The projectile 11 can be controlled - at least in the final phase of the approach to the target - in one of the target object 12 on the guiding beam 13 . As explained in DE-OS 41 37 843, the guide beam 13 is expediently coupled into the mirror head 14 of the main telescopic sight equipped with an integrated laser rangefinder 24 of a weapon guidance system, in particular for the turret of a main battle tank. A steering device 15 adapted to the main telescopic sight contains a laser resonator 16 and a modulator 17 . The latter characterizes z. B. mutually delimited areas in the cross-sectional area of the beam delivered by the resonator 16 18 distinguishable identifiers and makes this by the guide beam 13, because a laser receiver jektil 11 by lead 19 in the Pro in accordance with the current situation in the steel cross section, a control information for returning of the projectile 11 in the center of the guide beam 13 can deliver. By means of a zoom 20 , the opening angle 21 of the beacon 13 is reduced with greater distance L1 from the command post 22 in order to achieve an approximately constant cross section of the beacon 13 at the location of the receiver 19 and thus to achieve a constant dynamic behavior of the trajectory correction. By means of an elevation control 23 , the guide beam 13 can be raised after the start of the projectile 11 against the line of sight to the target object 12 , so that on the one hand the approach movement of the projectile 11 is not disturbed by obstacles which may be near the line of sight in front of the target object 12 and on the other hand those from direct illumination resulting probability of betrayal at the location of the target object 12 is reduced; this also prevents disturbing ground reflections. Only in the final phase of the target approach is the guide beam 13 swung down into the line of sight to the target 12 for an immediate approach. This timing is determined in Ge fencing stand 22 in accordance with the start of the projek TILs 11 measured target distance 42 and the roughly be known average velocity of the projectile. 11 Now the current target distance 42 is measured again and, in addition, the current measurement of the projectile distance 41 is recorded at the latest now.
Die Zielentfernung L2 vom Gefechtsstand 22 wird über den Spiegelkopf 14 mittels einer Laser-Entfernungsmess einrichtung 24 beispielsweise im Wege der Refleximpuls laufzeit bestimmt, wofür der Gefechtsstand 22 vorzugs weise mit einem Nd-Yag-Laser ausgestattet ist. Eine zu sätzliche Laserquelle zur Bestimmung der aktuellen Pro jektilentfernung L1 wird vermieden, wenn hierfür die aus dem Resonator 16 gelieferte Energie für den Leit strahl 13 ausgenutzt wird. Für die Bestimmung der Projektilentfernung L1 wird den Modulationsfrequenzen des Laserlenkfeldes - nun über den gesamten Strahl querschnitt - eine weitere Frequenzmodulation wesent lich kürzerer Wellenlänge (im MHz-Bereich) überlagert. Außerdem erfolgt eine Frequenzverschiebung des Stahles 18 mittels eines Abstimmelementes 25, bei dem es sich bevorzugt um eine Raman-Zelle handelt. Ein auf diese spezifische Frequenzmodulation zur Ermittlung der Pro jektilentfernung L1 abgestimmter Retroreflektor 26 am Heck des Projektils 11 führt in jeder Ablageposition innerhalb des Leitstrahles 13 und auch über große Di stanzen mit hinreichendem Signal-Rausch-Abstand zu fre quenzselektiver Anregung eines abgestimmten Empfängers 27 für eine weitere Entfernungsmesseinrichtung 28. Die so kontinuierlich oder periodisch gewonnene Projektil entfernung L1 kann auch als Steuergröße für den Zoom 20 dienen, um die Verringerung des Leitstrahl-Öffnungswin kel 21 nicht missionszeitabhängig sondern tatsächlich entfernungsabhängig zu machen und so bei der Strahlauf weitung etwa nichtreproduzierbare Geschwindigkeits schwankungen des Projektils 11 zu berücksichtigen, die aus Unregelmäßigkeiten im Betrieb eines Raketenmotors resultieren können.The target distance L2 from the command post 22 is determined via the mirror head 14 by means of a laser distance measuring device 24, for example by means of the reflex pulse, for which the command post 22 is preferably equipped with an Nd-Yag laser. An additional laser source for determining the current pro jectile distance L1 is avoided if the energy supplied from the resonator 16 is used for the guide beam 13 . To determine the projectile distance L1, a further frequency modulation of a much shorter wavelength (in the MHz range) is superimposed on the modulation frequencies of the laser steering field - now over the entire beam cross section. In addition, the frequency of the steel 18 is shifted by means of a tuning element 25 , which is preferably a Raman cell. A on this specific frequency modulation to determine the pro jectile distance L1 coordinated retroreflector 26 at the rear of the projectile 11 leads in every storage position within the beacon 13 and also over large di punching with sufficient signal-to-noise ratio to frequency-selective excitation of a tuned receiver 27 for a further distance measuring device 28 . The projectile distance L1 obtained in this way continuously or periodically can also serve as a control variable for the zoom 20 in order to make the reduction of the guide beam opening angle 21 not dependent on the mission time but actually dependent on the distance and thus take account of fluctuations in the projectile 11 that are not reproducible in the beam expansion that can result from irregularities in the operation of a rocket engine.
Ein Zündmodulator 29 liefert über den ständigen Projektilkontakt des Leitstrahles 13 ein Zündkommando 30, wenn ein Abstandsgeber 31 das Erreichen einer als Zündkriterium vorgegebenen Auslöseentfernung dL aus der Differenz der beiden aktuellen Entfernungen L2-L1 er mittelt. Mit Dekodierung dieses Zündkommandos 30 im Projektil-Empfänger 19 wird der Projektil-Gefechtskopf 32 im wirkoptimierten Abstand zum Zielobjekt 12 initi iert. Wenn dagegen im konkreten Einsatzfall der Ge fechtskopf 32 einmal durch einen Aufschlagzünder 33 initiiert werden soll, braucht lediglich der Leitstrahl 13 in der Endphase der Projektilannäherung auf das Zielobjekt 12 gerichtet zu werden, ohne den Zündmodula tor 29 anzusteuern, also beispielsweise bei auf Null zurückgesetztem Abstandsgeber 31; oder durch entspre chend geänderte Funktionsvorgabe vor dem Abschuß, etwa mittels eines Wahlschalters am Projektil.An ignition modulator 29 delivers an ignition command 30 via the permanent projectile contact of the guide beam 13 when a distance sensor 31 determines that it has reached a triggering distance dL specified as the ignition criterion from the difference between the two current distances L2-L1. With the decoding of this firing command 30 in the projectile receiver 19 , the projectile warhead 32 is initiated at an effective distance from the target object 12 . If, on the other hand, the concrete warhead 32 is to be initiated once by a striking detonator 33 , only the guide beam 13 needs to be directed at the target object 12 in the final phase of the projectile approach, without actuating the ignition module 29 , for example when the distance sensor is reset to zero 31 ; or by appropriately changing the function specification before firing, for example by means of a selector switch on the projectile.
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