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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine passive Selbstschutzvorrichtung für ein bewegliches Objekt, wie
zum Beispiel einen Hubschrauber.
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Eine fortdauernde Besorgnis auf dem
Gebiet der Waffentechnik ist es, die beweglichen Objekte, wie die
Kriegsschiffe, die Landfahrzeuge, die Flugzeuge und die Hubschrauber
bestens gegen „feindliche
Flugkörper", wie endphasengesteuerte
Raketen, oder sonstige Flugkörper
zu schützen.
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Es ist gut bekannt, zu diesem Zweck
Werfer für
Lockziele zu verwenden, die es erlauben, Kartuschen zu verschießen, die
je nach der Art des feindlichen Flugkörpers Infrarot-Lockziele oder
auch elektromagnetische Lockziele enthalten. Die abgeschossenen
Lockziele lenken den feindlichen Flugkörper von seinem Zielobjekt
ab und verhindern so die teilweise oder vollständige Zerstörung desselben.
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Man sagt, dass Werfer für Lockziele
passive Selbstschutzvorrichtungen bilden, denn sie gestatten nicht,
den feindlichen Flugkörper
zu zerstören.
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Aus der Drucksache
DE 28 09 497 ist eine dem Oberbegriff
des hier angehängten
Anspruchs 1 entsprechende Vorrichtung bekannt, die es gestattet, mehrere
Lockziele unter Umständen
in verschiedene Richtungen abzuschießen, um den Wirkungsgrad des
Lockzielabwurfs zu erhöhen.
Man bringt also Abfolgen des Lockzielabwurfs in Gang.
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Im Fall beweglicher Objekte, deren
Geschwindigkeit viel geringer als diejenige der feindlichen Flugkörper ist,
weist die Anpassung dieser Abfolgen des Lockzielwurfs an die verschiedenen
möglichen
Situationen einen kritischen Charakter auf.
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Die vorliegenden Erfindung hat zum
Ziel, Mittel bereit zu stellen, die es gestatten, die Abfolgen des
Lockzielwurfs für
solche Objekte zu optimieren, mit dem Zweck ihren Schutz zu verbessern.
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Dieser Zweck der Erfindung wird mit
einer passiven Selbstschutzvorrichtung für ein bewegliches Objekt, wie
zum Beispiel einen Hubschrauber, erreicht, die mindestens einen
ausrichtbar auf diesem Objekt angebrachten Werfer für Lockziele,
gesteuert von einem Detektor für
feindliche Flugkörper und
einer Navigationszentrale umfasst, die dadurch bemerkenswert ist,
dass sie Mittel umfasst zum Ausarbeiten einer dynamischen Lockzielwurfbibliothek, ausgehend
von durch diesen Detektor und diese Zentrale gelieferten Informationen,
um Abfolgen des Lockzielwurfs zu definieren, bei denen die Ausrichtung
und der zeitliche Ablauf der Schüsse
des Werfers für
Lockziele optimiert sind.
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Dank dieser besonderen Merkmale können, als
Funktion der Art des feindlichen Flugkörpers und der Relativbewegungen
des beweglichen Objekts und des feindlichen Flugkörper zueinander,
optimierte Abfolgen des Lockzielwurfs definiert werden.
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Andere kennzeichnende Merkmale der
Vorrichtung gemäß der Erfindung
werden in den hieran angehängten
Ansprüchen
definiert, und werden beim Lesen der nun folgenden Beschreibung
klar werden, und bei der Überprüfung der
angehängten
Zeichnungen, die ausschließlich
als Beispiele angeboten werden, in denen
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die 1 eine
Vorderansicht des Gehäuses eines
Werfers für
Lockziele der Vorrichtung gemäß der Erfindung
ist, das auf einem angetriebenen Kardangelenk gelagert ist, wobei
dieses Gehäuse
in der Stellung „Null" gezeigt wird.
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die 2 eine
teilweise Seitenansicht der in 1 wiedergegebenen
Baugruppe ist, wobei das Gehäuse
des Werfers für
Lockziele in drei Stellungen wiedergegeben wird: der Stellung minimaler
Verschwenkung (gemischte Linie), der Nullstellung (durchgezogene
Linie) und der Stellung der maximalen Verschwenkung (unterbrochene
Linie);
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die 3 eine
Draufsicht der in 1 und 2 wiedergegebenen Baugruppe
ist, wobei das Gehäuse
des Werfers für
Lockziele in drei Stellungen wiedergegeben wird: der Stellung minimaler
Verdrehung (gemischte Linie), der Nullstellung (durchgezogene Linie)
und der Stellung der maximalen Verdrehung (unterbrochene Linie);
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die 4 eine
Seitenansicht eines mit zwei Werfern für Lockziele der Vorrichtung
gemäß der Erfindung
ausgerüsteten
Hubschraubers ist (wobei in dieser Abbildung nur einer von ihnen
zu sehen ist);
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die 5 eine
Vorderansicht des Hubschraubers der 4 ist;
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die 6 eine
Draufsicht des Hubschraubers der 4 ist;
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die 7 ein
die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung beschreibendes
Organigramm ist;
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die 8 eine
Abfolge des Lockzielwurfes veranschaulicht.
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In diesen Abbildungen stehen identische
Bezugsnummern für
identische oder ähnliche
Elemente oder Baugruppen von Elementen.
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Man wird bemerken, dass im Folgenden
ausgewählt
wurde, die Erfindung zu beschreiben, wenn sie in einen Hubschrauber
eingebaut ist, denn in der Tat ist sie besonders an diese Art eines
beweglichen Objektes angepasst. Das heißt, diese Auswahl ist in keiner
Weise beschränkend,
und es sollte immer bedacht werden, dass die Erfindung ebenso in
vorteilhafter Weise in andere bewegliche Objekte, wie Kriegsschiffe
oder Landfahrzeuge, oder sogar auch in Flugzeuge eingebaut werden
könnte.
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Im Folgenden erstrecken sich die
Ausdrücke „oben" und „unten" in Bezug auf die
Vertikale, die gegebenenfalls durch eine Achse ZZ' wiedergegeben wird,
wobei Z nach unten, Z' nach
oben weist.
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Es wird nun auf die 1 bis 3 Bezug
genommen, wo das Gehäuse 1 eines
auf einem angetriebenen Kardangelenk gelagerten Werfers für Lockziele
der Vorrichtung gemäß der Erfindung
wiedergegeben ist.
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Dieses Gehäuse hat im Wesentlichen genau die
Form eines parallelepipedförmigen,
an einer seiner Vorderseiten 2 geöffneten Kastens. Er ist dazu bestimmt,
eine Beschickungsmaschine (nicht wiedergegeben) aufzunehmen, die
Kartuschen mit elektromagnetischen oder Infrarot-Lockzielen umfasst.
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Im Fall eines Hubschraubers verwendet
man vorzugsweise spezielle Kartuschen mit angepasster, brauchbarer
Ladung, was auch gestattet, den Rückschlag im Augenblick des
Abschusses zu verringern.
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Der Boden des Gehäuses 1 umfasst, seiner Öffnung gegenüberliegend,
elektrische Elemente (Leistungsverstärker usw., nicht wiedergegeben),
die das Abfeuern der Kartuschen mit Lockzielen gestatten. Diese
elektrischen Elemente sind mit dem Innern des Hubschraubers mittels
Verbindungselementen (nicht wiedergegeben) verbunden.
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Das Gehäuse 1 ist um eine
horizontale Achse 3 auf einer Grundplatte 4 herum drehbar
gelagert, die selbst wiederum drehbar um eine vertikale Achse 5 auf
einer Auflage 6 gelagert ist. Die Auflage 6 ist
an einem geeigneten Teil 7 des Hubschraubers befestigt.
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Ein erster, auf der Grundplatte 4 befestigter Elektromotor
8, vom Typ des „Synchron"- oder „Schritt"- Motors, ist dazu
bestimmt, das Gehäuse
11 um seine Achse 3 herum schwenken zu lassen.
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Ein zweiter Elektromotor 9, ähnlich dem
Motor 8, ist auf der Auflage 6 befestigt und ist
dazu bestimmt, die aus der Grundplatte 4, dem Gehäuse 1 und
dem Motor 8 gebildete Baugruppe um die vertikale Achse
5 herum schwenken zu lassen.
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Die 2 gibt
drei mögliche
Stellungen des Gehäuses 1 wieder,
wobei die Grundplatte 4 in ihrer „Nullstellung" ist, das heißt einer
mittleren Stellung zwischen ihren äußersten Stellungen.
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Die Stellung des Gehäuses 1,
die in durchgezogener Linie wiedergegeben ist, ist seine Nullstellung.
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Die Stellung des Gehäuses 1,
die in gemischter Linie wiedergegeben ist, ist eine Extremstellung
nach unten, die auch noch Stellung minimaler Verschwenkung genannt
wird.
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Die Stellung des Gehäuses 1,
die in unterbrochener Linie wiedergegeben ist, ist eine Extremstellung
nach oben, die auch noch Stellung maximaler Verschwenkung genannt
wird und die mit Bezug auf die Nullstellung symmetrisch zu der Stellung
minimaler Verschwenkung ist.
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Im Fall eines Hubschraubers sind
die Stellungen minimaler und maximaler Verschwenkung typischerweise
jede um einen Winkel α von
ungefähr 60° gegen die
Nullstellung geneigt.
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Die 3 gibt
drei mögliche
Stellungen des Gehäuses
wieder, die drei möglichen
Stellungen der Grundplatte 4 entsprechen.
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Die Stellung 1 des Gehäuses, die
mit durchgezogener Linie wiedergegeben ist, ist seine Nullstellung.
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Die Stellung des Gehäuses 1,
die in gemischter Linie wiedergegeben ist, ist eine Extremstellung
in Richtung der Drehung im Uhrzeigersinn, die auch noch Stellung
minimaler Verdrehung genannt wird.
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Die Stellung des Gehäuses 1,
die in unterbrochener Linie wiedergegeben ist, ist eine Extremstellung
in Richtung der Drehung gegen den Uhrzeigersinn, die auch noch Stellung
maximaler Verdrehung genannt wird und die mit Bezug auf die Nullstellung
symmetrisch zu der Stellung minimaler Verdrehung ist.
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Im Fall eines Hubschraubers sind
die Stellungen minimaler und maximaler Verdrehung typischerweise
jede um einen Winkel β von
ungefähr
75° gegen
die Nullstellung geneigt.
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Es wird jetzt auf die 4 bis 6 Bezug genommen, in denen ein mit zwei
Werfern für
Lockziele LL, LL' der
Vorrichtung gemäß der Erfindung
ausgerüsteter
Hubschrauber 10 wiedergegeben ist.
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Jeder dieser beiden Werfer für Lockziele
ist auf einem angetriebenen Kardangelenk gelagert, so wie dasjenige,
das beschrieben wurde. Jedoch wurde, um für Vereinfachung zu sorgen,
jede Baugruppe aus Werfer für
Lockziele und Kardangelenk durch ein einfaches Rechteck wiedergegeben.
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Die beiden Werfer für Lockziele
sind vorzugsweise symmetrisch in Bezug auf den Steuerstrich 13 des
Hubschraubers angeordnet, mit einem ausreichenden Abstand von den
Lufteintritten 14 der Flugmaschine. Sie können auf
jedem ausreichend starren Teil der Flugmaschine befestigt sein,
wie zum Beispiel den Ständern
des Fahrwerks, wie das wiedergegeben ist.
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Man findet in den 5 und 6 die
Auslenkbarkeiten der Werfer für
Lockziele bei der vertikalen Verschwenkung und der horizontalen
Verdrehung wieder, entsprechend den vorstehend beschriebenen 2 beziehungsweise 3.
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Die wiedergegebenen Extremwinkel
der Verschwenkung α und
der Verdrehung β betragen
vorzugsweise etwa 60° beziehungsweise
75°. In
diesem Fall haben die Werfer für
Lockziele dann jeder eine maximale Auslenkbarkeit von etwa 120° bei der
Verschwenkung und 150° bei
der Verdrehung, was a priori erlaubt, Lockziele beinahe in die Gesamtheit
der Raumrichtungen abzuschießen.
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Es ist anzumerken, dass einerseits
die maximalen Auslenkbarkeiten der Werfer für Lockziele von einem Hubschrauber
zum andern unterschiedlich sein können, und dass andererseits
für einen
gegebenen Hubschrauber die erlaubten Abschussrichtungen als Funktion
einer gewissen Anzahl von Kenngrößen unterschiedlich
sein können.
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Wenn zum Beispiel ein Hubschrauber
in Formation fliegt, sind Abschüsse
von Lockzielen in Richtung der benachbarten Flugmaschinen verboten.
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Gemäß einem anderen Beispiel sind
Abschüsse
von elektromagnetischen Lockzielen in Richtung des Vorderteils eines
vorwärts
fliegenden Hubschraubers ebenfalls verboten, um jedes Eindringen
von Metallflittern in die Lufteintritte zu verhindern.
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Gemäß noch einem anderen Beispiel
sind Abschüsse
in die Drehflügel
eines Hubschraubers verboten, wenn Infrarot-Lockziele benutzt werden.
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Wie man nun verstehen kann, kann
sich die Verwaltung der Abschüsse
der ausrichtbaren Werfer für
Lockziele der Vorrichtung gemäß der Erfindung sich
schnell als sehr kompliziert herausstellen, und in jedem Fall als
unmöglich
von Hand optimierbar.
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Aus diesem Grund stellt die Erfindung
ebenfalls auch ein System zum Optimieren der Abfolge des Lockzielwurfes
bereit.
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Es wird jetzt auf die 7 Bezug genommen, wo ein
dieses System beschreibendes Organigramm wiedergegeben ist.
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Die Gehäuse jedes Werfers für Lockziele sind
in dieser Abbildung durch Elemente schematisiert, die die Bezugsziffern 1 und 1' tragen, und
die beiden Motoren jedes der Kardangelenke, auf denen diese Gehäuse gelagert
sind, sind durch Elemente schematisiert, die die Bezugsziffern 8, 9 und 8', 9' tragen.
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Wie man sehen kann, umfasst das System zum
Optimieren einen Rechner zum Schießen CT, der über eine
Schnittstelle verbunden ist mit:
- – einem
Detektor für
feindliche Flugkörper
D
- – einer
Navigationszentrale CN,
- – einer
statischen Lockzielwurfbibliothek B,
- – einer
Steuerstelle PC
- – Verschlüsslern für die Stellungen
C8, C9 und C8',
C9' der Motoren 8, 9 und 8', 9' der Gehäuse der
Werfer für
Lockziele 1 und 1'.
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Der Detektor für feindliche Flugkörper D,
der ein Radar sein kann, erlaubt es dank einer Vielzahl von Antennen
A1, A2, A3, A4, die sich am Rand des Hubschraubers befinden, einen
feindlichen Flugkörper
zu identifizieren.
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In idealer Weise kann man einen Detektor
D vom Dopplereffekt-Typ auswählen,
um Informationen über
die Kinematik des feindlichen Flugkörpers zu erhalten.
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Der Detektor D ist außerdem von
einem Typ, der die Kategorie des feindlichen Flugkörpers zu identifizieren
gestattet. Ein solcher Detektor, der nach dem Stand der Technik
zur Verfügung
steht, muss zumindest gestatten, zwischen einem feindlichen Flugkörper mit
elektromagnetischer Steuerung und einem feindlichen Flugkörper mit
Infrarot-Steuerung zu unterscheiden.
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In idealer Weise kann der Detektor
D auch mit größerer Genauigkeit
andere kennzeichnende Merkmale des feindlichen Flugkörpers identifizieren.
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Die von der Navigationszentrale CN
an den Rechner zum Schießen
CT gesendeten Informationen betreffen im Wesentlichen die Fluglagen
(Euler'sche Winkel)
des Hubschraubers, seine Geschwindigkeit und die Lage seines Schwerpunktes.
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Durch Vergleichen der von dem Detektor
für feindliche
Flugkörper
D gelieferten Informationen mit den von der Navigationszentrale
CN gelieferten kann der Rechner zum Schießen CT die genaue Position des
feindlichen Flugkörpers
im Bezugsystem des Hubschraubers, oder sogar in einem absoluten
Bezugssystem bestimmen.
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Die statische Lockzielwurfbibliothek
B enthält
verschiedene Unterprogramme, die dazu geeignet sind, von dem Rechner
zum Schießen
CT verwendet zu werden, um Abfolgen des Lockzielwurfes zu steuern.
Diese Bibliothek ist statisch in dem Sinn, dass die verschiedenen
Unterprogramme vorbestimmt sind.
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Die von der Steuerstelle PC an den
Rechner zum Schießen
CT geschickten Informationen hängen wesentlich
von Einstellgrößen ab,
die von dem Piloten von Hand eingegeben werden und die Bedingungen
des Abschusses betreffen: Aktivierung/Desaktivierung des Systems
zur Optimierung, Verbot des Abschusses als Funktion der Umstände (zum
Beispiel Formationsflug) und so weiter.
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Die von den Verschlüsslern für die Stellungen
C8, C9 und C8',
C9' an den Rechner
zum Schießen
CT geschickten Informationen erlauben diesem, in jedem Augenblick
die Ausrichtung der Gehäuse 1 und 1' zu kennen.
Diese Verschlüssler
für die
Stellung können
zum Beispiel optische oder potentiometrische Signaleingabeglieder
sein.
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Wenn sich eine Bedrohung zeigt, arbeitet das
System zum Optimieren der Abfolgen des Lockzielwurfes in der folgenden
Weise.
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Sobald der Detektor D die Kategorie
des feindlichen Flugkörpers
identifiziert hat, fragt der Rechner zum Schießen CT die Bibliothek B ab,
um dort das an diese Kategorie angepasste Unterprogramm zu finden,
dann berechnet er in Echtzeit die Ausrichtung und den zeitlichen
Ablauf der Abschüsse der
Werfer für
Lockziele, wobei er die von dem Detektor für feindliche Flugkörper D und
der Navigationszentrale CN gelieferten Informationen in Rechnung stellt.
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Der Rechner zum Schießen CT arbeitet
auf diese Weise, ausgehend von der statischen Bibliothek B und Informationen,
die von dem Detektor für feindliche
Flugkörper
D und der Navigationszentrale CN geliefert werden, eine dynamische
Lockzielwurfbibliothek aus, die es erlaubt eine Abfolge des Lockzielwurfes
zu definieren, deren Wirkungsgrad entsprechend der Art des feindlichen
Flugkörpers
und der Relativbewegungen des Hubschraubers und des feindlichen
Flugkörpers
optimiert ist.
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Dank der Verschlüssler für die Stellung der Motoren
der Werfer für
Lockziele kennt der Rechner zum Schießen CT in jedem Augenblick
ihre Ausrichtungen. Indem er diese mit den berechneten zu erreichenden
Ausrichtungen vergleicht, bestimmt der Rechner die an die Motoren
der Werfer für
Lockziele abzusendenden Bewegungsanweisungen.
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Der Rechner zum Schießen CT überprüft im Übrigen,
dass die zu erreichende Abschussrichtung mit den von dem Piloten
eingegebenen Einstellgrößen verträglich ist,
die von der Steuerstelle PC geliefert wurden.
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Wenn die zu erreichende Abschussrichtung von
diesen Einstellgrößen verboten
ist, kann man vorteilhafterweise vorsehen, dass der Rechner zum Schießen. CT
eine neue Abschussrichtung bestimmt, die sich der idealen Abschussrichtung
annähert.
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Sobald der Werfer für Lockziele
in entsprechender Weise ausgerichtet und der Augenblick des Schusses
erreicht ist, sendet ihm der Rechner zum Schießen CT eine Anweisung zum Schuss.
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In der 8 ist
ein Beispiel der Abfolge des Lockzielabwurfs wiedergegeben, für den Fall
eines Hubschraubers im stationären
Flug und eines feindlichen Flugkörpers
mit Infrarotsteuerung, der sich von Steuerbord aus dem Hubschrauber
nähert.
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Wie man in dieser Abbildung sehen
kann, folgt der feindliche Flugkörper
anfänglich
einer Flugbahn 20, die auf die Turbinen des Hubschraubers 10 zu
gerichtet ist.
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Der an Steuerbord der Flugmaschine
befindliche Werfer für
Lockziele LL schießt
drei mehr und mehr zum Vorderteil des Hubschraubers gerichtete Lockziele
L1, L2 und L3 ab, um in fortschreitender Weise die anfängliche
Flugbahn 20 des feindlichen Flugkörpers in die Ausweichflugbahnen 21, 22, 23 umzulenken.
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Hierbei trennt man in fortschreitender
Weise die Infrarot-Erkennungsmerkmale der Lockziele von denen des
Hubschraubers, und man hindert den feindlichen Flugkörper daran,
sein Zielobjekt zu erreichen.
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Um den Vorstellungen einen Anhaltspunkt
zu geben, kann das Zeitintervall zwischen jedem Lockzielabschuss
in diesem Beispiel in der Größenordnung
einer halben Sekunde sein.
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Die vorstehend beschriebene Abfolge
des Lockzielwurfes wäre
nicht mehr angepasst, wenn sich der Hubschrauber nach vorne bewegen
würde, denn
dann würde
das Infrarot-Erkennungsmerkmal des Hubschraubers die Gefahr laufen,
die Infrarot-Erkennungsmerkmale der zuletzt abgeschossenen Lockziele
einzuholen.
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In diesem Fall würden es die vorher vorgetragenen
Mittel der dynamischen Bibliothek erlauben, die Abfolge des Lockzielabwurfs
entsprechend den Bewegungen des Hubschraubers abzuwandeln, um zum
Beispiel die Flugbahn des feindlichen Flugkörpers hinter die Flugmaschine
umzulenken.
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Wenn gemäß einem anderen Beispiel der Hubschrauber
eine halbe Drehung um sich selbst ausführen würde, würden es die vorher vorgetragenen
Mittel der dynamischen Bibliothek erlauben, unmittelbar vom Werfer
für Lockziele
an Steuerbord zum Werfer für
Lockziele an Backbord umzuschwenken, oder umgekehrt, um so den Fortbestand
des Lockzielabwurfs gegenüber
dem feindlichen Flugkörper
sicher zu stellen.
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Um die Sicherheit der Vorrichtung
gemäß der Erfindung
zu erhöhen,
kann man ebenso eine eingeschränkte
Funktionsweise vorsehen, wenn dem vorstehend beschriebenen System
zur Optimierung ein Störfall
unterläuft
oder wenn es beschädigt
ist, zum Beispiel bei einem Kampf.
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Bei dieser eingeschränkten Funktionsweise werden
die beiden Werfer für
Lockziele durch elektrische oder mechanische (nicht wiedergegebene)
Mittel in ihre Nullstellung gebracht, und die Anweisungen zum Schuss
werden von dem Piloten von Hand über
die Steuerstelle PC abgeschickt.
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Man versteht nun, dass die vorliegende
Erfindung es erlaubt, Abfolgen des Lockzielwurfes zu definieren,
bei denen die Ausrichtung und der zeitliche Ablauf der Schüsse der
Werfer für
Lockziele entsprechend der Art des feindlichen Flugkörpers und der
Relativbewegungen dieses feindlichen Flugkörpers und des Hubschraubers
optimiert sind.
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Wohlgemerkt ist die Erfindung nicht
auf die beschriebene und wiedergegebene Ausführungsform beschränkt, die
lediglich als ein Beispiel geboten wurde. So könnte man zum Beispiel vorsehen, mehr
als zwei Werfer für
Lockziele auf dem beweglichen Objekt unterzubringen.