DE69408210T2

DE69408210T2 - Zielesystem für Luftfahrzeug

Info

Publication number: DE69408210T2
Application number: DE69408210T
Authority: DE
Inventors: Jacques Brunand
Original assignee: Eurocopter France SA
Current assignee: Airbus Helicopters SAS
Priority date: 1993-06-09
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2014-04-28
Also published as: FR2706599A1; JPH0710091A; EP0628780A1; EP0628780B1; DE69408210D1; US5483865A; JP3606601B2; IL109546A; FR2706599B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zielsystem für ein Luftfahrzeug, insbesondere ein Drehflügelflugzeug, wie einen Hubschrauber
Die Analysen von Einsatzaufgaben und Bewaffnungen für Luftfahr- Zeuge, insbesondere für Hubschrauber, haben gemeinsam den Bedarf an
- einer Funktion zur Beobachtung und Erfassung nach allen Richtungen für die Suche von Zielen und die Durchführung der Einsatzaufgabe;
- einer Schießfunktion, die einerseits in einem großen Kampfgebiet für die Bestimmung eines Ziels und das Reflexschießen der Selbstschutzbewaffnung schnell und andererseits in einem um einige zehn Grad verringerten Gebiet, das um die Längsachse des Luftfahrzeugs zentriert ist, fir die Anwendung der Waffen mit langer Reichweite genau ist offenbart
Aus dem Patent EP-0 167 432 ist ein flugzeuggestütztes System zur Erfassung, Lokalisierung und Verfolgung eines Ziels bekannt, das einen einstellbaren optischen Kopf umfaßt, der unter einer Haube an der Außenseite des Rumpfes des Luftfahrzeugs angeordnet ist. Die Anbringung der optischen Mittel zur Erfassung und Telemetrie bzw. Entferungsmessung ist eine kardanische Aufhängung, die zwei zueinander senkrechte Fassungen umfaßt.
Anderseits ist das optische Zielsystem für ein Luftfahrzeug, das in dem Patent EP-0 127 914 beschrieben ist, in einem Hängestand angebracht, der einen an dem Luftfahrzeug befestigten ersten Teil, einen in bezug auf den ersten Teil um eine erste Achse schwenkbaren zweiten Teil und einen dritten Teil umfaßt, der in bezug auf den zweiten Teil um eine zur ersten genannten Achse orthogonale Achse schwenkbaren ist.
Außerdem betrifft das Patent FR-2 570 195 eine Vorrichtung zur Ermittlung von Zielen, die eine Kamera umfaßt, welche auf einer schwenkbaren Stabilisierungsplattform angebracht ist, die sich an Bord des Luftfahrzeugs befindet. Die Bewegung der Stabilisierungsplattform kann insbesondere eine Dreiecks-, Sinus-, Sägezahn oder Spiralbewegung sein.
In jedein dieser Fälle ist also offensichtlich, daß das Zielsystem außerhalb des Luftfahrzeugs an einer stabilisierten Plattform oder dergleichen angebracht ist, deren bauliche Beschreibung und Analyse augenscheinlich dadurch Integrationsschwierigkeiten gemacht haben, daß solche elektromechanischen Ausrüstungen schwer, sperrig und komplex sind und daß sie schwer an verschiedene Träger und Bewaffnungen anzupassen sind.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile zu vermeiden und betrifft ein Zielsystem, das leicht in seinen Träger (Luftfahrzeug) integriert wird und leicht an verschiedene Träger, Einsatzaufgaben und Bewaffnungen angepaßt werden kann.
Zu diesem Zweck zeichnet sich das Zielsystem für ein Luftfahrzeug, insbesondere ein Drehflügelflugzeug, wie einen Hubschrauber, erfindungsgemäß dadurch aus, daß es die Kombination aus einer unabhängigen ersten Vorrichtung für die Beobachtung, die seitlich in das Luftfahrzeug integriert ist, und einer unabhängigen zweiten Vorrichtung für das axiale Schießen umfaßt, die in das Vorderteil des Luftfahrzeugs integriert ist, wobei die erste und zweite Vorrichtung mit dem Bordrechner des Luftfahrzeugs verbunden sind.
So begründet im Gegensatz zu den auf beweglichen Trägern (Stiel, Plattform, Hängestand) angebrachten kombinierten Vorrichtungen aus dem Stand der Technik die erfindungsgemäße Kombination von getrennten Vorrichtungen für die Beobachtung und das Zielen eine Originalbauform des entsprechend befestigten Einfügungsteils der im Luftfahrzeug integrierten Vorrichtungen.
Die Bauform des erfindungsgemäßen Zielsystems gestattet aufgrund seines modularen Charakters das Zufriedenstellen der ganzen bestehenden und projektierten Einsatzbedürfnisse, als vollständige Beantwortung der zahlreichen Einschränkungen bei der Verwirklichung dieser Funktionen an einem Luftfahrzeug, insbesondere einem Drehflügelflugzeug, wie einem Hubschrauber. Der modulare Charakter dieser Bauform gestattet insbesondere, das tragende Luftfahrzeug durch die Anbringung von Detektoren und geeigneten Führungsausrüstungen schnell für eine spezifische Einsatzaufgabe und eine gegebene Bewaffnung zu konfigurieren und die Integrations- und Abstimmungseinschränkungen der Ausrüstungen am tragenden Luftfahrzeug zu verringern.
Die Zielfunktionen sind also auf zwei Hauptkomponenten verteilt:
- eine Komponente, die die Funktionen der Überwachung nach allen Seiten, der Beobachtung und des Zielens ("Vorrichtung für die Beobachtung") sicherstellt:
die fähig ist, automatisch Ziele in der Luft und terrestrische Ziele zu erfassen;
die die Fähigkeit der Beobachtung eines verringerten Gebietes und mit bestimmter Vergrößerung durch Telezielen für die Auswertung der Erfassungen und die Erkennung der Ziele bietet;
die die Übernahme für die Leitung des Schießens in der Achse ("Vorrichtung für das axiale Schießen") fern und stark aus der Richtung liegender Ziele nach der Zusammenführung mit der Achse des Luftfahrzeugs gestattet;
- eine Komponente für das Schießen in der Achse, die vom Gesichtspunkt der Sichtbedingungen und der Genauigkeit des Zielens und der Abstimmung der optischen Wege der verschiedenen Sensoren hochleistungsfähig aber aufgrund des Nichtvorhandenseins des Erfordernisses der Orientierung und Stabilisierung ihrer Träger weniger komplex ist (der Begriff "Sensor", wie er hier benutzt wird, betrifft eine optoelektronische Erfassungseinrichtung).
Vorteilhafterweise umfaßt die Vorrichtung für die Beobachtung zwei Sensoren, die direkt am Rumpf des Luftfahrzeugs jeweils beiderseits der Längsachse integriert sind, und jeweils ungefähr 180º in der Seitenpeilung und von 20º bis 40º in der Höhe abdecken. Dies gestattet die Abdeckung eines Abtastbereichs in der Seitenpeilung von 360º.
Jeder Sensor, der eine Vielzahl von Elementardetektoren aufweist, kann insbesondere eine erste Abtastoptik, die ein Prisma für die Seitenabtastung umfaßt, das es gestattet, eine Abtastfläche bei der Seitenpeilung zu erhalten, und ein Prisma für das Schwenken der Fläche aufweisen, das die Ausführung der Höhenabtastung gestattet.
Außerdem kann jeder Sensor eine die Untersuchung eines Teils des gesamten Gebietes gestattende zweite Optik aufweisen, die einen Spiegel für die Seitenabtastung, der sich mit verringerter Geschwindigkeit dreht, und eine einziehbare Linse umfaßt.
Darüber hinaus kann die zweite Vorrichtung für das axiale Schießen entweder in das Vorderteil des Luftfahrzeugs integriert oder in das Luftfahrzeug über dessen Pilotenraum integriert sein,
Vorteilhafterweise umfaßt die zweite Vorrichtung für das axiale Schießen eine thermische Kamera mit zwei simultanen Gebieten, nämlich ein großes Gebiet zur Erfassung von Zielen und ein kleines Gebiet zur Identifizierung und den Einsatz bei großer Schußweite zu einem bestimmten Ziel.
Vorzugsweise arbeiten die erste Vorrichtung für die Beobachtung und die zweite Vorrichtung für das axiale Schießen im Band von 8 bis 12 Mikrometern (Infrarotbereich).
Außerdem kann die erste Vorrichtung für die Beobachtung außerdem im Band von 3 bis 5 Mikrometern und/oder im Band von 0,45 bis 0,9 Mikrometern arbeiten sowie mit einem Radar verbunden sein.
Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung umfaßt das Zielsystem Mittel zum Speichern von durch die erste Vorrichtung für die Beboachtung erfaßten Zielen und/oder mit der ersten Vorrichtung für die Beobachtung verbundene Alarmsignale, die im Blick bzw. Blickfeld der Feuerleitung aktiv sind.
Vorteilhafterweise gestatten Sensoren, die im Infrarot- oder sichtbaren Bereich arbeiten, die Führung des Luftfahrzeugs im Feuerleitmodus.
Vorzugsweise werden abhängig von den Ergebnissen der Prozedur der Freund/Feind-Identifikation verschiedene Farbsymboliken verwendet.
Außerdem kann die Vorrichtung für die Beobachtung eine Anzeige durch ein Helm-Visierschirmbild und die Vorrichtung für das axiale Schießen eine Anzeige bei erhobenem Kopf oder eine Anzeige bei mittlerer Kopfstellung aufweisen. Nur die Symboliken für das Schießen sind gegebenenfalls auf einem durchsichtigen Visier bei erhobenem Kopf dargestellt.
Die Figuren der beigefügten Zeichnung machen gut verständlich, wie die Erfindung ausgeführt sein kann.
Fig. 1 ist eine schematische Perspektivansicht eines Hubschraubers, die die Anordnung des erfindungsgemäßen Zielsystems zeigt.
Fig. 2 zeigt vereinfacht und schematisch die optische Kette eines Sensors der Vorrichtung für die Beobachtung.
Fig. 3 stellt die beiden von der thermischen Kamera mit zwei Gebieten der Vorrichtung für das axiale Schießen gleichzeitig gelieferten Bilder dar.
Der in Fig. 1 dargestellte Hubschrauber 1 umfaßt im wesentlichen, wie es üblich ist, einen Rumpf 2, der sich entlang der Längsachse X-X des Hubschraubers erstreckt, einen Pilotenraum 3, einen Rotor 4 und ein Seitenleitwerk 5, das mit einem Gegenmomentpropeller 6 versehen ist. Außerdem weist er zwei Flügel 7 auf (nur einer ist in Fig. 1 sichtbar), die dazu bestimmt sind, die Bewaffnungen (Lenkwaffen, ungelenkte Flugkörper) aufzunehmen, wobei ein Geschütz gegebenenfalls im Vorderteil 8 des Geräts untergebracht ist.
Das erfindungsgemaße Zielsystem umfaßt eine Kombination aus einer unabhängigen ersten Vorrichtung 9 für die Beobachtung, die seitlich in das Luftfahrzeug (in diesem Anwendungsbeispiel, den Hubschrauber 1) integriert ist, und einer unabhängigen zweiten Vorrichtung 10 für das axiale Schießen, die in das Vorderteil des Luftfahrzeugs integriert ist, wobei die erste und zweite Vorrichtung 9, 10 mit dem Bordrechner 11 des Luftfahrzeugs verbunden sind.
Genauer umfaßt die Vorrichtung 9 für die Beobachtung zwei optoelektronische Sensoren 12a, 12b, die direkt am Rumpf 2 des Hubschraubers 1 jeweils beiderseits der Längsachse X-X dieses letzteren, d.h. jeweils an einer Seite 2a, 2b des Hubschraubers, integriert sind und jeweils ungefähr 180º in der Seitenpeilung und 20º bis 40º in der Höhe abdecken, wie dies durch die Beobachtungsvolumina 13a, 13b in Fig. 1 dargestellt ist. So kann eine Winkelabdeckung für die Beobachtung von 360º erzielt werden. Außerdem weist jeder Sensor 12a, 12b, wie es in Fig. 1 zu sehen ist, ein optisches Fenster mit drei ebenen Fenstern bzw. Spiegeln 14a, 14b auf Es wird außerdem bemerkt, daß das von der Vorrichtung 10 für das axiale Schießen, die entweder in das Vorderteil 8 des Hubschraubers 1 oder in den Hubschrauber 1 über dem Pilotenraum 3 integriert ist, abgedeckte Gebiet mit dem Bezugezeichen 15 bezeichnet ist.
Fig. 2 stellt die optische Kette jedes Sensors 12a, 12b dar. Jeder der Sensoren 12a, 12b, die eine Matrix 16 von Elementardetektoren 17 aufweisen, wobei die Konjugierte der Detektormatrix durch eine erste Abtastoptik in den Zielraum verschoben ist, welche ein Prisma 18 für die Seitenabtastung aufweist, das fähig ist, eine Auslenkung von 180º auszuführen und so eine Abtastfläche bei Seitenpeilung 19 zu erhalten, während ein Prisma 20 für das Schwenken der Fläche die Ausführung der Höhenabtastung gestattet, wodurch im Ganzen eine überlagerung von horizontalen Flächen 19 verwirklicht wird, die 180º in der Seitenpeilung und 20º bis 40º in der Höhe abdecken.
Für eine gegebene Position dieser beiden Prismen 18 und 20 (Seitenpeilung und Höhe) gestattet eine zweite Optik die Untersuchung eines Teils des gesamten Gebietes (ungefähr 1º x 1º unter 180º x 40º). Diese zweite Optik umfaßt einen Spiegel 21 für die Seitenabtastung, der sich mit verringerter Geschwindigkeit mit einer wechselbewegung in einem begrenzten Teil des Gesamtgebiets dreht, wodurch mehr Photonen empfangen werden, was gestattet, einen besseren Kontrast (bessere Auflösung) zu erhalten. Das Instellungbringen einer einziehbaren Linse (Lupe) 22 stellt außerdem eine bessere Bildauflösung sicher. In derselben Absicht könnte auch zusätzlich zur Seitenabtastung in einem verringerten Gebiet eine Höhenabtastung im selben Gebiet vorgesehen werden.
Die Vorrichtung 9 für die Beobachtung muß zwei Hauptfunktionen ausführen:
- eine Funktion der automatischen Panoramaüberwachung,
- eine Funktion der Beobachtung in einem verringerten Gebiet, das durch ferngesteuertes Zielen einstellbar ist.
Da es sich um das passive Erfassen von Zielen in der Luft und terrestrische Zielen handelt, ist für die erste Funktion das am besten geeignete Spektralband das Band von 8 bis 12 Mikrometern (Infrarotbereich). Seine Ergänzung durch das Band von 3 bis 5 Mikrometern kann ins Auge gefaßt werden.
Die zweite Funktion kann aufgrund der oben beschriebenen zweiten Optik 21, 22 durch einen Unterabtastungsmodus des gesamten Feldes der ersten Funktion verwirklicht werden. Der Lichtgewinn in Bezug auf die erste Funktion kann aufgrund der Erhöhung der Integrationszeit der Elementardetektoren (die bis zum völligen Stopp der Abtastung gehen kann) und gegebenenfalls durch die Zwischenschaltung der für diesen Modus spezifischen Fokussierlinse 22 erhalten werden. Der Wert des erforderlichen Gebietes liegt in der Größenordnung von einem Grad. Bei diesem Anwendungsmodus bietet das Spektralband von 8 bis 12 Mikrometern der Bedienperson die Vorteile und Nachteile von thermischen Bildern. Die Zweckmäßigkeit, sie durch ein Bild mit Lichtverstärkung im sichtbaren Bereich (0,45 bis 0,9 Mikrometer) zu ergänzen, vorgesehen werden. Der Nutzen dieser letzteren ist es, der Bedienperson ein sichtbares Bild zu bieten und die Arbeit bei Bedingungen des Verschwindens von thermischen Kontrasten, die bei starken Niederschlägen oder durch starken Wind angetroffen werden, sowie unter Bedingungen der Temperaturumkehr fortsetzen zu können&sub4; Es ist dann jedoch notwendig, einen zweiten Sensor und einen zweiten optischen Weg unter Abwesenheit von bei 8-12 Mikrometern und bei 0,45-0,9 Mikrometern transparenten Materialien einzusetzen.
Die erste Funktion der Überwachung kann durch einen aktiven elektromagnetischen Sensor ergänzt werden, der die zur Erfassung durch Radar gehörigen Vorteile aufweist (Reichweite, Leistung zu jeder Zeit, Erfassung mit Dopplereffekt). Jedoch ist diese aktive Vorrichtung für die Erfassung terrestrischer Ziele, ausgesonderter, im Hinterhalt liegender Hubschrauber nicht wirksam und weist den Nachteil mangelndem Verborgenbleiben auf, der dem Prinzip der Erfassung durch Radar inhärent ist.
Die dritte Funktion dieser Vorrichtung 9 für die Beobachtung kann auch das Zielen und die Anwendung der Waffen sein. Sie erfordert die Durchführung von Winkel- und Abstandsmessungen. Die Winkelmessungen werden durch Wiedereinstellen der Position der Abtastopitiken erhalten. Die Abstandsmessungen werden durch Stadimetrie, Triangulation oder Telemetrie erhalten.
Die Vorrichtung 10 für das axiale Schießen besteht aus einer bestimmten Anzahl von Elementen, deren Auswahl von der Konfiguration von Einsatzaufgabe und Bewaffnung des Hubschraubers abhängt. Diese Elemente sind direkt am Aufbau des Hubschraubers 1 angebracht. Sie werden untereinander und mit dem Aufbau durch ein integriertes System oder einen Stand für die Abstimmung am Boden in Einklang gebracht.
Der Hauptsensor dieser Vorrichtung für das axiale Schießen ist eine thermische Kamera 10 mit zwei simultanen Gebieten, die gestattet, in Timesharing mit einem einzigen Modul die Erfassung zweier Bilder zu erhalten (Fig. 3):
- eines Bildes 23 eines nicht einstellbaren großen Gebietes (typischerweise 40º x 30º und Vergrößerung x1) in der Achse des Hubschraubers zur Erfassung von Zielen 24, 25 direkt oder durch eine Bestimmung von der Vorrichtung 9 für die Beobachtung für die Ziele 24 in der Luft und die terrestrischen Ziele 25 werden verschiedene Symboliken (Markierungen) verwendet];
- eines Bildes 26 eines kleinen Gebietes mit starker Vergrößerung (typischerweise 1º und x10), das einstellbar ist und im großen Gebiet liegt, für die Identifizierung und den Einsatz bei großer Schußweite zu einem bestimmten Ziel.
Eine automatische Mehrzielverfolgung, die in gleicher Weise auf jedem der beiden Bilder arbeitet, ist möglich und für die Gesamteffizienz des vorgeschlagenen Zielsystems notwendig.
Die Vorrichtung 10 für das axiale Schießen verfügt über alle Funktionen einer optoelektronischen Feuerleitung Luft-Luft und Luft-Boden.
Einerseits muß die Erfassung von Zielen in der Achse des Hubschraubers:
- direkt erfolgen können, was das Vorhandensein eines großen Gebietes von der Größenordnung desjenigen der Fluglagenregelung (typischerweise 40º x 30º) und mit der Vergrößerung x1 notwendig macht, um die Kontinuität mit der direkten äußeren Sicht sicherzustellen;
- und ausgehend von einer Zielbestimmung von der Vorrichtung 9 für die Beobachtung aufgrund einer geeigneten Symbolik erfolgen können, die in der Achse des Hubschraubers erscheint und einen Anflugmodus dieses letzteren anregt.
Andererseits muß nach der Erfassung die Identifizierung bei großer Entfernung ohne Einbuße des Wesentlichen des großen Gebietes erfolgen können. Dieser Vorgang erfordert das Vorhandensein eines verringerten Gebietes, das eine starke Vergrößerung bietet (typischerweise 1º, x10) und im Hauptgebiet (typischerweise 40º x 30º) einstellbar ist.
Die gleichzeitige Erfassung dieser beiden Bilder kann mit bekannten Mitteln (so wie sie zum Beispiel in der Druckschrift "Multiple Function Flir - A Second Generation Pilotage and Targeting System": Symposium AGARD-CP411, "Advances in Guidance and Control Systems and Technology", 7.-10. Oktober 1986, London) mittels eines einzigen Erfassungsmoduls erzielt werden, das in Timesharing jeden der beiden optischen Wege auswertet. Bei der Anzeige könnte das vergrößerte Bild im kleinen Gebiet entweder in das große Gebiet am Ort der Erfassung eingelegt oder am Schirm "bei gesenktem Kopf" gezeigt werden ("Head Down Display").
Dieses Prinzip läßt durch schnelle sequenzielle Behandlung der erfaßten Ziele eine gewisse Mehrfachziel-Kapazität zu. Das Band von 8 bis 12 Mikrometern scheint das geeignetste zu sein, wenn die wesentliche Funktion dieser Vorrichtung das Schießen ist. Bei der Maßnahme, bei der das Bild des großen Gebietes mit einer Fluglagenregelungsfunktion kompatibel ist, könnte zur Ergänzung die Verwendung eines Sensors mit 0,45 bis 0,9 Mikrometern vorgesehen werden.
Die Anwendung der Waffen erfolgt ausgehend vom Bild des großen Gebiets oder der Einlage des kleinen Gebiets nach Telemetrie und Mitnahme der automatischen Verfolgung und mittels spezifischer Führungsausrüstungen für die Bewaffnungen.
Die Gruppierung der verschiedenen Ausrüstungen für die Leitung des Schießens in der Achse in einer zu diesem Zweck im Aufbau des Hubschraubers angeordneten "Nische" ist vorteilhaft. In der Tat gestattet ihr nahes Beieinanderliegen Operationen für die Abstimmung der Zielachsen der gleichen Art in Betracht zu ziehen, wie diejenigen, die zur Zeit zwischen den verschiedenen optischen Wegen einer drallstabiliserten Plattform ausgeführt werden.
Die Lokalisierung dieser verschiedenen Ausrüstungen am Aufbau kann an den derzeitigen Stellen für die drallstabilisierten Plattformen (Vorderteil, Dach) vorgesehen werden.
Die Verringerungen der Masse und des Platzbedarfes, die aus dieser neuen Bauform folgen, gestatten auch, die Anbringung von Sensoren an Stellen vorzunehmen, die die Verringerung von Einschränkungen durch die Umgebung (hauptsächlich vibrationsbedingte und aerodynamische) fördern, und die bis dahin für die drallstabiliserten Plattformen unmöglich waren.
Die erste Vorrichtung 9 für die Beobachtung führt einen Teil der Funktionen aus, die herkömmlicherweise dem verantwortlichen Luftfahrzeugführer in seiner Rolle bei der Leitung der Einsatzaufgabe und der Ermittlung von Zielen zugewiesen waren. Sie gestattet auch den Reflexeinsatz mit kurzer Reichweite für stark aus der Richtung liegende Ziele zum Selbstschutz oder für das Gelegenheitsschießen.
Die Beobachtungsfunktion gruppiert tatsächlich zwei Aufgabenarten um:
- eine automatische Luft-Luft- und Luft-Erde-Überwachung nach allen Richtungen, die eine systematische Abtastung des Raums für die Erfassung von Zielen gestattet;
- eine Beobachtungsaufgabe in einem durch Telezielen einstellbaren verringerten Gebiet, die derjenigen ähnlich ist, die im allgemeinen vom verantwortlichen Luftfahrzeugführer für die Ermittlung von Zielen ausgeführt wird. Diese letzere gestattet außerdem bei einem definierten Erkennungs- und Identifikationsstand die Validation der automatisch von der Überwachung nach allen Richtungen ausgeführten Erfassungen.
Außerdem erfordert die Erfassung die Ausführung von Winkel- und Abstandsmessungen für die Bestimmung von Zielen für die Zielsucher der Lenkwaffen und der Leitung für das Schießen in der Achse.
Die Erfassungsphase muß jedoch unter bestimmten Bedingungen durch das Abschießen bestimmter Waffen (auf dem Dachaufbau angebrachtes Geschütz, Luft-Luft-Lenkwaffen) im Einsatz mit kruzer Reichweite abgeschlossen werden können, ohne notwendigerweise auf die Anflugphase des Hubschraubers und auf die Übernahme der Ziele durch die Leitung für das Schießen in der Achse zurückzugreifen.
Dieser Einsatz mit kurzer Reichweite schließt die Identifizierung der Ziele bei kurzer Reichweite gegebenenfalls unter Verwendung einer Vergrößerung oder einer Prozedur der Freund/Feind-Identifizierung (IFF) ein. Im allgemeinen wird diese Funktion kaum eingesetzt, wenn das Gefecht bei Entfernungen stattfindet, die kurz genug sind, um eine visuelle Identifikation zu gestatten. Für die Feuerleitung des Geschützes ist es außerdem notwendig, die Steuerung des Zielens und die Regelung des Dachaufbaus zu verarbeiten, während eine Verankerungsfunktion der Luft-Luft-Lenkwaffen ebenfalls gefordert ist. Der Anflug des Hubschraubers kann, gegebenenfalls durch einen spezifischen Modus der automatischen Fluglagenregelung, auch für den Einsatz der Waffen mit kurzer Reichweite, die in der Höhe einstellbar sind (Geschütze, Raketenwerfer), gefordert werden.
Die zweite Vorrichtung 10 für das axiale Schießen bildet eine dem Piloten oder dem verantwortlichen Luftfahrzeugführer zur Verfügung stehende Feuerleitung für mehrfache Bewaffnungen, die aufgrund ihrer erhöhten Leistungen in Präzision und Reichweite fähig ist, von allen Bewaffnungen des Hubschraubers in der Gesamtheit ihres Schußbereichs Gebrauch zu machen.
In Bezug auf die üblichen Visiereinrichtungen ist die Verringerung der Nachteile für die Unterbringung an Bord aufgrund der Begrenzung auf einen stimseitigen Sektor der Winkelabdeckung möglich. Diese Begrenzung, die weitgehend durch die Leistungen nach allen Richtungen der ersten Vorrichtung 9 für die Beobachtung ausgeglichen wird, verschlechtert nicht die gesamte Effizienz des Systems, um so mehr als der Großteil der Gefechte, die die Präzision dieser Feuerleitung erfordern, sich in der Achse vollzieht oder nach Anflug des Hubschraubers die Erfassungszeit für das Ziel in der Achse zuläßt.
Wie bereits angegeben ist, gestattet dieses Prinzip, die verschiedenen Elemente der Feuerleitung (unter anderem Infrarot- Detektoren, Kamera, Telemeter, Ausrüstungen für die Führung der Bewaffnungen) direkt am Aufbau des Hubschraubers und beispielsweise nicht an einer drallstabilisierten Plattform anzubringen. Diese Bauform verleiht dem System einen modularen Charakter, der es gestattet, den Hubschrauber schnell für eine spezifische Einsatzaufgabe und eine gegebene Bewaffnung durch Anbringung von Detektoren und geeigneten Führungsausrüstungen zu konf igurieren und die Integrations- und Abstimmungseinschränkungen für die Ausrüstungen am Hubschrauber zu verringern.
Die direkte Erfassung von Zielen ist durch die Leitung für das Schießen in der Achse möglich. Sie kann vom Piloten ausgeführt werden, wie es aufgrund einer Visiereinrichtung "bei erhobenem Kopf" ("Head Up Display") oder einer durchsichtigen Visiereinrichtung für Selbstschutzschüsse mit kurzer Reichweite mit Luft-Luft-Lenkwaffe oder Geschütz der Fall ist. Dagegen werden die Übernahme und der Einsatz bei Zielen mit großer Schußweite (Luft-Luft und Luft-Boden), wie es üblich ist, vom verantwortlichen Luftfahrzeugführer (Schützen) ausgeführt.
Die Übernahme von durch die erste Vorrichtung 9 für die Beobachtung erfaßten Zielen durch die Leitung für das Schießen in der Achse erfordert eine Funktion für die Bestimmung des Ziels zwischen der Vorrichtung 9 für die Beobachtung und der Vorrichtung 10 für das axiale Schießen mittels des Bordrechners 11. Die Erfassung vollzieht sich dann in der gleichen Weise wie für eine direkte Erfassung nach dem Anflug des Hubschraubers in Richtung des erfaßten Ziels.
Bei großer Entfernung könnten die Leistungen der Vorrichtung 9 für die Beobachtung nicht immer für die Identifizierung ausreichend sein. Unter diesen Bedingungen beseitigt der Anflug des Hubschraubers und die Übernahme durch die Vorrichtung 10 für das axiale Schießen (Leitung für das Schießen in der Achse) die Mehrdeutigkeit bis zum maximalen Identifikationsbereich des Systems in seiner Gesamtheit.
Außerdem wirkt sich die Telemetriefunktion kurz vor dem Einsatz der Bewaffnung aus. Sie kann auf mehrere Weisen erreicht werden: Stadimetrie, Triangulation, Telemetrie
Die Funktion der Feuerleitung betrifft den Einsatz der Waffen. Sie muß mit der größtmöglichen Zahl von Bewaffnungen kompatibel sein und alle Möglichkeiten von Modi und Steuerungen bieten&sub1; die mit ihrem Gebrauch verbunden sind (automatische Verfolgung, manuelles Telezielen), Es muß insbesondere möglich sein, die spezifischen Führungsausrüstungen dieser Bewaffnungen zu integrieren (elektronische Abstandsmesser, Laser- Leuchteinrichtung, Generator für einen Laser-Leitstrahl). Die für den Einsatz der Waffen mit großer Reichweite erforderliche Leistung macht das Vorhandensein einer Abstimmungsfunktion notwendig.
Die Auswahl der Anzeigen leitet sich natürlich von der funktionellen Analyse der Vorrichtung 9 für die Beobachtung und der Vorrichtung 10 für das axiale Schießen ab.
Die Funktionen der Vorrichtung für die Beobachtung bestimmen diese für eine Betätigung und eine Anzeige durch ein Helm-Visierschirmbild (Anzeige "bei erhobenem Kopf"), das schnell ist und wenig an Reichweite und Kontrollgenauigkeit erfordert. Die Behandlung des Auffindens im automatischen Modus könnte bei dieser Konfiguration eine Symbolik vom Richtungsbefehl gebenden Typ (hoch/nieder, rechts/links, Höhe/Seite) für die manuelle Erfassung und die Beobachtung auf einer solchen Visiereinrichtung durch die Zusammenführung des Kopfes der Bedienperson oder durch die Zusammenführung des Hubschraubers für eine Übernahme durch die Leitung für das Schießen in der Achse erzeugen.
Diese Funktionen der Vorrichtung für das axiale Schießen können vollständig im Band von 8 bis 12 Mikrometern von einer Kamera mit zwei simultanen Gebieten ausgeführt werden. Die an diese Funktion angepaßte Anzeige kann bei erhobenem Kopf betrachtet werden. Bei dieser Konfiguration ist die Verwendung eines durchsichtigen Visiers im derzeitigen Stand der Technologie in dem Maße, wo die Intensität des vom Monitor gelieferten Infrarot-Bildes Gefahr läuft, für eine Überlagerung bei guten Bedingungen in allen Fällen von entgegenstehender Umgebungsbeleuchtung nicht ausreichend zu sein, nicht möglich.
Außerdem stößt die Anzeige dieses Sensors bei gesenktem Kopf auf zwei Nachteile:
- sie zwingt die Bedienperson, die äußere Umgebung aus den Augen zu lassen, was die gleichzeitige Flugzeugführung schwierig macht;
- Im gegenwärtigen Stand der Technologie erfordert sie die Verwendung eines spezifischen Monitors, der eine ausreichende Auflösung hat, die die Bildschirme mit Mehrfachfunktionen noch nicht erreichen.
Folglich scheint eine geeignete Lösung eine Visiereinrichtung "mit mittlerer Kopf stellung" zu sein. Es handelt sich darum, dem Piloten und/oder dem verantwortlichen Luftfahrzeugführer mit einem Monitor durch eine Vergrößerungsoptik hindurch ein optoelektronisches Infrarotbild der Außenwelt in der Achse des Hubschraubers zu geben. Diese Anzeige befindet sich im Pilotenraum in mittlerer Position und gestattet im Gegensatz zu einer durchsichtigen Visiereinrichtung nicht, das direkte Bild der Außenwelt zu sehen.
Die von der Vorrichtung für die Beobachtung oder der Vorrichtung für das axiale Schießen stammenden Erfassungen von Zielen erzeugen mit dem optoelektronischen Bild der Außenwelt überlagerte Symboliken (Markierungen, Ergebnisse des Abfragers für die Freund/Feind-Identifikation, Telemetrie), die der Bedienperson gestatten, sie in der Folge und nach der Prioritätsreihenfolge einzusetzeng Dafür verschiebt er einen Cursor auf seinem Bildschirm "bei mittlerer Kopfstellung", wählt wenn nötig die Öffnung des Vergrößerungsfensters aus, in dem durch Mitnahme der Zielsucher von Luft-Luft- oder Luft-Boden- Lenkwaffen die automatische Verfolgung eingesetzt und das Schießen durchgeführt werden kann, das von der Führung durch die passiven elektronischen Abstandsmesser, leitende oder beleuchtende Laserstrahlen, übernommen und von der Leitung für das Schießen (Geschütz oder ungelenkte Flugkörper) in Gang gesetzt wurde.
Es kann auch eine vereinfachte Version der Vorrichtung für das Schießen in der Achse vorgesehen werden, welche kein optoelektronisches Bild in der Achse liefert. Es werden dann nur die Symboliken für das Schießen auf einer durchsichtigen Visiereinrichtung "bei erhobenem Kopf" gezeigt. In diesem Fall ist das Infrarotbild der Außenwelt vorhanden, wird aber nicht angezeigt. Es wird bloß von den Rechnern für die Erfassung und die automatische Verfolgung ausgewertet, die die direkt mit dem übertragenen Bild von der Außenwelt überlagerten, zugehörigen Symboliken erzeugen. Es kann insbesondere die eingelegte Zoomfunktion nicht verwirktlicht werden. Dagegen kann das Bild mit einstellbarern kleinem Feld auf einem Bildschirm "mit gesenktem Kopf" im Infrarot oder im Sichtbaren, gemaß den verwendeten Sensoren, gezeigt und ausgewertet werden.
Außerdem können die von der ersten Vorrichtung für die Beobachtung erfaßten Ziele für eine spätere Analyse beispielsweise im Bordrechner 11 des Luftfahrzeugs gespeichert werden. Darüber hinaus können der ersten Vorrichtung für die Beobachtung Alarmsignale zugeordnet sein, die im Blickfeld der Leitung für das Schießen aktiv sind, während in Abhängigkeit von den Ergebnissen der Prozedur der Freund/Feind-Identifizierung (IFF) verschiedenfarbige Symboliken verwendet werden könnten.

Claims

1. Zielsystem für ein Luftfahrzeug, insbesondere ein Drehflügelflugzeug, wie ein Hubschrauber, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Kombination aus einer unabhängigen ersten Vorrichtung (9) für die Beobachtung, die seitlich in das Luftfahrzeug (1) integriert ist, und einer unabhängigen zweiten Vorrichtung (10) für das axiale Schießen umfaßt, die in das Vorderteil des Luftfahrzeugs (1) integriert ist, wobei die erste und zweite Vorrichtung (9, 10) mit dem Bordrechner (11) des Luftfahrzeugs (1) verbunden sind.

2. Zielsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung (9) für die Beobachtung zwei Sensoren (12a, 12b) umfaßt, die direkt am Rumpf (2) des Luftfahrzeugs (1) beiderseits der Längsachse (X-X) dieses letzteren integriert sind und jeweils ungefähr 180º in der Seitenpeilung und von 20º bis 40º in der Höhe abdecken.

3. Zielsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensor (12a, 12b), der eine Vielzahl von Elementardetektoren (17) aufweist, eine erste Abtastoptik, die ein Prisma (18) für die Seitenabtastung umfaßt, das es gestattet, eine Abtastfläche bei der Seitenpeilung (19) zu erhalten, und ein Prisma (20) für das Schwenken der Fläche(19) aufweist, das gestattet, die Höhenabtastung auszuführen.

4. Zielsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensor (12a, 12b) eine die Untersuchung eines Teils des gesamten Gebietes gestattende zweite Optik aufweist, die einen Spiegel (21) für die Seitenabtastung, der sich mit verringerter Geschwindigkeit dreht, und eine einziehbare Linse (22) umfaßt.

5. Zielsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch qekennzeichnet, daß die zweite Vorrichtung (10) für das axiale Schießen im Vorderteil (8) des Luftfahrzeugs (1) integriert ist.

6. Zielsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorrichtung (10) für das axiale Schießen im Luftfahrzeug (1) über dessen Pilotenraum (3) integriert ist.

7. Zielsystem nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorrichtung für das axiale Schießen eine thermische Kamera (10) mit zwei simultanen Gebieten umfaßt, nämlich ein großes Gebiet (23) für die Erfassung von Zielen (24, 25) und ein kleines Gebiet (26) für die Identifizierung und den Einsatz bei großer Schußweite zu einem bestimmten Ziel (27).

8. Zielsystern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung (9) für die Beobachtung und die zweite Vorrichtung (10) für das axiale Schießen im Band von 8 bis 12 Mikrometern arbeiten.

9. Zielsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung (9) für die Beobachtung außerdem im Band von 3 bis 5 Mikrometern arbeitet.

10, Zielsystem nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung (9) für die Beobachtung außerdem im Band von 0,45 bis 0,9 Mikrometern arbeitet.

11. Zielsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung (9) für die Beobachtung mit einem Radar verbunden ist.

12. Zielsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es Mittel für die Speicherung der von der ersten Vorrichtung (9) für die Beobachtung erfaßten Ziele umfaßt.

13. Zielsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es der ersten Vorrichtung (9) für die Beobachtung zugeordnete Alarmsignale umfaßt, die im Blickfeld der Leitung für das Schießen aktiv sind.

14. Zielsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren, die im Infrarot- oder sichtbaren Bereich arbeiten, die Fluglagenregelung im Feuerleitmodus gestatten.

15. Zielsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von den Ergebnissen der Prozedur der Freund/Feind-Identifizierung verschiedenfarbige Symboliken verwendet werden.

16. Zielsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9) für die Beobachtung eine Anzeige durch ein Helm-Visierschirmbild bietet,

17. Zielsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) für das axiale Schießen eine Anzeige bei erhobenem Kopf bietet.

18. Zielsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Symboliken für das Schießen auf einer durchsichtigen Visiereinrichtung bei erhobenem Kopf dargestellt werden.

19. Zielsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) für das axiale Schießen eine Anzeige bei mittlerer Kopfstellung bietet.