DE69915870T2 - Blickrichtungsausrichtungsanordnung für sensoren - Google Patents

Blickrichtungsausrichtungsanordnung für sensoren Download PDF

Info

Publication number
DE69915870T2
DE69915870T2 DE69915870T DE69915870T DE69915870T2 DE 69915870 T2 DE69915870 T2 DE 69915870T2 DE 69915870 T DE69915870 T DE 69915870T DE 69915870 T DE69915870 T DE 69915870T DE 69915870 T2 DE69915870 T2 DE 69915870T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor system
aircraft
window
axis
roll axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69915870T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69915870D1 (de
Inventor
Anees Ahmad
D. Thomas ARNDT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Co
Original Assignee
Raytheon Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Raytheon Co filed Critical Raytheon Co
Application granted granted Critical
Publication of DE69915870D1 publication Critical patent/DE69915870D1/de
Publication of DE69915870T2 publication Critical patent/DE69915870T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00Direction control systems for self-propelled missiles
    • F41G7/20Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
    • F41G7/22Homing guidance systems
    • F41G7/2253Passive homing systems, i.e. comprising a receiver and do not requiring an active illumination of the target
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00Direction control systems for self-propelled missiles
    • F41G7/20Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
    • F41G7/22Homing guidance systems
    • F41G7/2213Homing guidance systems maintaining the axis of an orientable seeking head pointed at the target, e.g. target seeking gyro
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00Direction control systems for self-propelled missiles
    • F41G7/20Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
    • F41G7/22Homing guidance systems
    • F41G7/2273Homing guidance systems characterised by the type of waves
    • F41G7/2293Homing guidance systems characterised by the type of waves using electromagnetic waves other than radio waves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Telescopes (AREA)

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft in Fluggeräten verwendete Sensoren und insbesondere eine Ausrichtungs-Anordnung für mit konformen Fenstern verwendete Sensoren:
  • Optische Sensoren werden oft bei Fluggerät- und Lenkwaffen-Anwendungen verwendet, um Strahlungsenergie von einem Ort zu empfangen und diese in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Das elektrische Signal wird auf ein Display übertragen oder mit einer Mustererkennung weiterverarbeitet oder dergleichen. Der optische Sensor und sein entsprechender optischer Zug, auch Sensorsystem genannt, werden allgemein in ein längliches Gehäuse gepackt. Der Sensor kann in der Flugzeugzelle schwenkbar befestigt sein, um es dem optischen Sensor zu erlauben, auf interessante Subjekte gerichtet zu werden.
  • Das Sensorsystem ist ziemlich zerbrechlich und kann leicht durch Schmutz, Erosion, Chemikalien oder hohe Luftgeschwindigkeit zerstört werden. Das Sensorsystem wird daher hinter einem Fenster platziert, durch welches der Sensor den Ort überblickt und das den Sensor von solchen externen Einflüssen schützt. Das Fenster muss transparent sein, um die Strahlung der Betriebswellenlänge des Sensors durchzulassen, externen Kräfte widerstehen und das vom Sensor empfangene Bild minimal stören. Das Fenster muss es dem Sensor außerdem erlauben, den bestimmten Bereich des Interesses zu sehen, welcher das bestimmte Winkelausmaß ist, über welchen der Sensor den Ort überblicken können muss.
  • Für viele Anwendungen, wie langsamfliegende Fluggeräte oder Helikopter kann das Fenster eine sphärische Form haben, wobei der Drehpunkt des Sensors im Zentrum der sphärischen Form angeordnet ist, um eine sichtlinienabhängige Störung des Bilds zu minimieren. Jedoch ist das sphärische Fenster bei Hochgeschwindigkeitsfluggeräten und Lenkwaffen unbefriedigend, da es große aerodynamische Verluste induziert, die die maximale Geschwindigkeit und die Reichweite des Geräts reduzieren. Ein längliches, ziemlich schmales Fenster, das auch als konformes Fenster bezeichnet wird, ist daher für die Verwendung bei Hochgeschwindigkeits-Anwendungen bevorzugt, um aerodynamische Verluste zu reduzieren.
  • Das längliche Teleskop des Sensorsystems kann leicht in das längliche konforme Fenster passen, wenn die Sichtlinie des Sensorsystems parallel oder fast parallel zu der Richtung der Längsstreckung des konformen Fensters liegt. Falls das Teleskop schwenkbar ist, so dass die Sichtlinie auf einem größeren Winkel zu der Richtung der Längsachse des konformen Fensters zeigt, kann das Teleskop des Sensorsystems an die Innenfläche des Fensters stoßen und die weitere Bewegung verhindern. Ein Aufbau-Ansatz, um den erlaubten Zeigewinkel zu vergrößern, ist es, das längliche Teleskop des Sensorsystems und seine Optik-Bauteile zu verkleinern, jedoch reduziert diese Aufbau-Variation die Öffnungsgröße und daher die Energie-Aufnahmefähigkeit des Sensorsystems.
  • Die deutsche Patentanmeldung DE 33 17 232 offenbart ein Sensorsystem für eine Zielsuch-Lenkwaffe, die einen hinter einem hemisphärischen Fenster positionierten Sensor aufweist. Der Sensor ist an einem Kardanring befestigt, der rotierbar um eine Rollachse, die sich im Wesentlichen in der länglichen Richtung der Lenkwaffe erstreckt, in Lagern befestigt ist. Der Sensor ist auch schwenkbar an dem Rollachsenring in Lagern um eine Neigungsachse, die sich quer in Bezug auf die Rollenachse erstreckt, befestigt.
  • Es besteht ein Bedarf für einen verbesserten Ansatz bei Sensorsystemen, die mit konformen Fenstern verwendet werden, die es ermöglichen, dass das Sensorsystem in größere Sichtlinien-Richtungswinkel innerhalb der räumlichen Erstreckung eines konformen Fensters gerichtet werden kann. Die vorliegende Erfindung erfüllt diesen Bedarf und sieht weitere Vorteile vor.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung sieht ein Fluggerät vor, entweder ein bemanntes Gerät oder eine unbemannte Lenkwaffe, mit einem Sensorsystem, das durch ein Fenster, wie zum Beispiel ein konformes Fenster, geschützt ist. Ein Ausrichtmechanismus richtet das Sensorsystem auf einen erwünschten Sichtlinienwinkel aus. Der Ausrichtmechanismus der Erfindung erlaubt es, das Sensorsystem innerhalb der verfügbaren räumlichen Ausstreckung des konformen Fensters in größeren Sichtlinien-Richtungswinkeln auszurichten, als dies mit früheren Ausrichtmechanismen möglich war. Wenig Gewicht wird zu der Struktur gemäß dem vorliegenden Ausrichtmechanismus hinzugefügt und man muss die Größe der optischen Öffnung des Sensorsystems nicht verringern. Großöffnungs-Sensorsysteme können daher mit konformen Fenstern verwendet werden und auf große Sichtlinien-Richtungswinkel gerichtet werden, um das Sensorsystem mit einem großen Bezugsfeld zu versehen.
  • In Übereinstimmung mit der Erfindung ist ein Fluggerät vorgesehen, das umfasst: eine Zelle; ein an der Zelle angebrachtes Fenster; ein Sensorsystem, das eine Sichtlinie hat, mit einem Blickfeld durch das Fenster; und einen Sensorsystem-Richtmechanismus, der an der Zelle gehalten ist und einen kardanischen Aufbau umfasst, an dem das Sensorsystem gehalten ist und der wenigstens ein Drehbewegungsvermögen um eine Rollachse hat; und gekennzeichnet ist dadurch: dass der Sensorsystem-Richtmechanismus auch einen Translationsmechanismus umfasst, um das Sensorsystem in kontrollierbarer Weise vom Fenster linear weg zu verschieben, wenn der Richtmechanismus sonst das Sensorsystem näher an das Fenster bewegen würde.
  • In einer bevorzugten Anwendung ist das Fenster ein nach vorne gerichtetes, im allgemeinen konisches oder spitzbogenförmiges, längliches konformes Fenster, das zu einem geschlossenen, nach vorne gerichteten Ende zuläuft und ein relativ großes hinteres Ende aufweist, das an der Flugzeugzelle befestigt ist. Wenn das Sensorsystem nach vorne mit einem kleinen Sichtlinien-Richtungswinkel oder einem Sichtlinien-Richtungswinkel von 0 in Bezug auf die Längsachse des konformen Fensters gerichtet ist, ist das Sensorsystem so weit nach vorne gerichtet, wie es ohne Kontaktieren des geschlossenen Ende des Fensters reichen kann. Wenn das Sensorsystem zu steigenden Sichtlinien-Richtungswinkeln verschwenkt wird, wird das Sensorsystem linear nach hinten in den Abschnitt des konformen Fensters mit einem relativ größeren Durchmesser verschoben, so dass dort mehr Platz ist, um das Verschwenken zu einer größeren Winkelabweichung von der Längsachse des konformen Fensters zu erreichen.
  • Man kann jede betriebsfähige mechanische Einrichtung verwenden, um die Kombination von Rotations- und Linearbewegungen zu gewährleisten. Vorzugsweise umfasst der Ausrichtmechanismus einen Schub-Kurbeltrieb-Mechanismus. Dies ist ein Stiftlager auf dem einen Teil des Sensorsystems und dem translatorischen Mechanismus und ein Schlitz auf dem anderen Teil des Sensorsystems und dem translatorischen Mechanismus, wobei das Stiftlager an dem Schlitz befestigt ist. Eine schwenkbare Antriebsverbindung erstreckt sich zwischen dem Sensorsystem und dem translatorischen Mechanismus an einer Stelle entfernt von der Befestigung des Stiftlagers an dem Schlitz, wobei die Rotation der Antriebsverbindung das Sensorsystem relativ zu dem translatorischen Mechanismus rotiert und zusätzlich das Stiftlager in dem Schlitz linear verschiebt. Die Abmessungen und Verbindungslängen des Ausrichtmechanismus können entsprechend für verschiedene Größen und Formen des Sensorsystems und des Fensters benötigt ausgewählt werden.
  • Ein einzelner Motor ist betriebsfähig mit der Schwenk-Antriebsverbindung verbunden, um die Rotation zu bewirken, wodurch sowohl die Rotation als auch die linearen Bewegungen bewerkstelligt werden. Die Verwendung eines einzelnen Motors anstelle von zwei Motoren (einer für die Translation und einer für die Rotation) ist ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung. Die Verwendung eines einzelnen Motors reduziert das Gewicht, den Stromverbrauch und die Anzahl von Kabeln, die sich zwischen der stationären Flugzeugzelle und dem beweglichen Kardanring erstrecken und hat geringere Kosten. Ein Winkelmessgerät wie beispielsweise ein Drehmelder oder ein Potentiometer, die mit der Motorachse verbunden sind, sorgt für Rückmeldungsdaten, um den Grad der Winkelabweichung zu steuern.
  • Der vorliegende Ansatz erlaubt es dem Sensorsystem, optimal sowohl für kleine Ausrichtungswinkel als auch für größere Ausrichtungswinkel gleich gut positioniert zu werden, so dass das Sensorsystem ein größeres Anwendungsgebiet und eine gute optische Performance aufweisen kann. Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden, detallierteren Beschreibung der bevorzug ten Ausführungsform in Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen, deutlich. Der Schutzbereich ist jedoch nicht auf diese bevorzugte Ausführungsform limitiert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1A ist eine aufgerissene Aufsicht einer unbemannten Lenkwaffe und
  • 1B ist eine aufgerissene Ansicht eines unbemannten Fluggeräts;
  • 2 ist eine schematische Querschnittansicht des konformen Fensters und des Sensorsystems, das in Bezug auf das konforme Fenster an zwei Sichtlinien ausgerichtet ist;
  • 3A3B sind Ansichten einer ersten Ausführungsform des Ansatzes der Erfindung, wobei 3A eine Ansicht von oben, 3 eine Seitenansicht, wobei das Sensorsystem in einem 0° Sichtwinkel-Neigungswinkel ausgerichtet ist, und
  • 3C eine Seitenansicht, wobei das Sensorsystem in einer 35° Sichtlinien-Neigungsanordnung ausgerichtet ist;
  • 4A4C sind Ansichten einer zweiten Ausführungsform des Ansatzes der Erfindung, wobei 4a eine Ansicht von oben, 4b eine Seitenansicht, wobei das Sensorsystem in einem Sichtlinien-Neigungswinkel von 0° ausgerichtet ist, und
  • 4C eine Seitenansicht, wobei das Sensorsystem in einem Sichtlinien-Neigungswinkel von 35° ausgerichtet, ist; und
  • 5A5C sind Ansichten einer dritten Ausführungsform des Ansatzes der Erfindung, wobei 5A ein Ansicht von oben, 5B eine Seitenansicht, mit dem Sensorsystem in einem Sichtlinien-Neigungswinkel von 0°, und 5C eine Seitenansicht mit dem Sensorsystem ausgerichtet in einem Sichtlinien-Neigungswinkel von 35° ist.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Man verwendet die vorliegende Erfindung vorzugsweise mit einem in einem Fluggerät wie einer unbemannten Lenkwaffe 20 gemäß 1a verwendeten Sensorsys tem. Die Lenkwaffe 20 weist eine Zelle 22 auf, die in diesem Fall einen Flugzeugrumpf 24, Schwanzflossen 26 und Seitenflossen 28 beinhaltet. Ein Raketenmotor 30 ist im Heck des Flugzeugrumpfs 24 angeordnet. An einem vorderen Ende des Flugzeugrumpfs 24 und auf der Zelle 22 gehalten befindet sich ein nach vorne gerichtetes Fenster 32, durch welches ein Sensorsystem einen externen Ort sieht. In diesem Fall ist das Fenster 32 ein konformes Fenster mit einer Spitzbogenform, die aber auch konisch oder in einer anderen nicht sphärischen Form ausgebildet sein kann. 1b zeigt ein bemanntes Fluggerät 20' mit ähnlichen Elementen, einen Flugzeugrumpf 24', ein Heck 26', Flügel 28', einen Düsenantrieb 30' und ein nach vorne gerichtetes konformes Fenster 32' beinhaltend. Die bevorzugte Anwendung der vorliegenden Erfindung ist auf einer Lenkwaffe 20 und die folgende Diskussion wird auf eine solche Lenkwaffe gerichtet sein. Die Erfindung ist nicht auf die veranschaulichte Lenkwaffe 20 limitiert, sondern ist gleichermaßen in einem Fluggerät 20', anderen Lenkwaffen und anderen betriebsfähigen Strukturen.
  • 2 stellt eine Innenansicht der Nase der Lenkwaffe 20 dar mit einem Kardanringgelagerten Sensorsystem 34, das schematisch dargestellt ist und ein mit dem konventionellen Ansatz verbundenes Problem zeigt. Das Sensorsystem 34 kann von jedem betriebsfähigen Typ wie beispielsweise einem Sensor für sichtbares oder Infrarotlicht mit geeigneten optischen Elementen sein. Solche Sensorsysteme sind bekannt.
  • Wenn die Sichtlinie 36 des Sensorsystems 34 direkt nach vorne ausgerichtet ist wie in 34A und 36A bezeigt, passt es leicht in die vorhandene räumliche Ausdehnung des konformen Fensters 32. Jedoch kontaktiert das Sensorsystem 34, wenn das Sensorsystem um seinen Schwenkpunkt 38 verschwenkt wird, so dass seine Sichtlinie 36B in einem ausreichend großen Neigungswinkel A (gezeigt bei ungefähr 25°) ausgerichtet ist, die innere Oberfläche des konformen Fensters 32 und kann nicht zu größeren Neigungswinkeln schwenken. Der maximale Neigungswinkel A kann dadurch erhöht werden, dass das Sensorsystem 34 im Durchmesser verkleinert wird, aber diese Lösung würde die Lichtaufnahmefähigkeit ihrer Optik verringern (d.h. eine kleinere optische Öffnung).
  • In vielen Fällen machen die Systemspezifikationen einen größeren maximalen Neigungswinkel A von ungefähr 35° erforderlich, ohne die axiale Länge des Lenkwaffenraums zu erhöhen, der zur Aufnahme des Sensorsystems 34 zur Verfügung steht. Mit dem herkömmlichen, in 2 veranschaulichten Ansatz, kann entweder der maximale Neigungswinkel A nicht auf den gewünschten Wert erhöht werden oder die optische Öffnung des Sensorsystems muss reduziert werden. Die vorliegende Erfindung sieht eine mechanische Struktur vor, die es erlaubt, einen größeren Neigungswinkel ohne Reduzierung der Öffnung zuzulassen.
  • 3 bis 5 veranschaulichen drei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und die folgende Diskussion ist im Allgemeinen auf alle drei Ausführungsformen anwendbar, außer etwas anderes ist angezeigt. Die gleichen Terminologien und Bezugszeichen werden auf die drei Ausführungsformen angewendet. Die in den drei Ausführungsformen dargestellten Ansichten sind dieselben, wobei die A-Ansicht eine von oben, die B-Ansicht eine Ansicht von der Seite mit einem Neigungswinkel von 0 und die C-Ansicht eine Seitenansicht mit einem Neigungswinkel des Sensorsystems von 35° ist.
  • Das Sensorsystem 34 beinhaltet eine Teleskop-Baugruppe 40, die die Optik (Linsen und/oder Spiegel) enthält, die die optische Energie aufnimmt und fokussiert und einen Sensor enthält, der die optische Energie aufnimmt und in elektrische Signale umwandelt. Die Teleskop-Baugruppe 40 ist an einem Rollachsen-/Gierungs-Kardanring 41 mit zwei Freiheitsgraden befestigt, der es der Teleskop-Baugruppe ermöglicht, um eine Rollachse 42 und auch um eine Neigungsachse 44 zu rotieren. Die Rollachse 42 in diesem Fall des nach vorne gerichteten Sensorsystems 34 befindet sich in Übereinstimmung mit der Längsachse 46 des Flugzeugrumpfs 24. Diese zwei Freiheitsgrade ermöglichen es der Teleskop-Baugruppe 40, in jeder allgemein nach vorne gerichteten Richtung bis maximal zum Neigungswinkel A ausgerichtet zu werden. Der „Roll-/Gehrungs-Kardanring ist dargestellt, aber beim vorliegenden Ansatz gleichermaßen auf andere Arten von Kardanringstrukturen anwendbar, so wie beispielsweise solche, die um X- und Y-Achsen rotieren.
  • Ein Translationsmechanismus 50 ist vorgesehen, um die Teleskop-Baugruppe 40 des Sensorsystems 34 auf kontrollierte Art und Weise zwischen einer ersten Anord nung und einer zweiten Anordnung entlang der Rollachse 42 zu verschieben. Diese lineare Verschiebung eines Teils des Sensorsystems 34 zwischen verschiedenen Anordnungen entlang der Rollachse 42 muss von einer Rotationsbewegung eines Teils des Sensorsystems 34 um die Rollachse 42 und die Neigungsachse 44 unterschieden werden. Die lineare Verschiebung wird durchgeführt, um die Teleskop-Baugruppe 40 nach hinten zu bewegen, wenn der Neigungswinkel A größer wird. D. h., dass sich die Teleskop-Baugruppe 40 in ihrer vordersten Position befindet, wenn die Sichtlinie direkt nach vorne gerichtet ist (Neigungswinkel A = 0) und sie sich nach hinten bewegt, wenn die Sichtlinien-Winkelabweichung (steigender Neigungswinkel) von der Rollachse 44 (und daher Längsachse 46) ansteigt.
  • Der Translationsmechanismus ist vorzugsweise von der Schub-Kurbeltrieb-Art. D. h., ein Rotationselement bewirkt kontrolliert die Rotation der Teleskop-Baugruppe 40 um die Neigungsachse 44 und ein mechanisches Gegenstück erlaubt es der Teleskop-Baugruppe 40 gleichzeitig, sich mit einer linearen Komponente parallel zu der Rollachse 42 linear zu verschieben. Mit einem steigenden Neigungswinkel A bewegt sich die Teleskop-Baugruppe 40 linear nach hinten und mit abfallendem Neigungswinkel A bewegt sich die Teleskop-Baugruppe 40 linear nach vorne. Diese Bewegungen erlauben es der Teleskop-Baugruppe 40, in derselben verfügbaren Flugzeugrumpflänge zu größeren Neigungswinkeln A zu schwenken, als es ohne die lineare Bewegung nach hinten möglich wäre. Dieser Mechanismustyp kann in einer Anzahl von Ausführungsformen implementiert werden, wovon drei im Folgenden diskutiert werden. Man muss verstehen, dass das Schüsselmerkmal der Erfindung in der Tatsache der linearen Bewegung liegt, die in einer kontrollieren Weise simultan mit der Neigungsrotation auftritt, nicht in der spezifischen mechanischen Struktur, die verwendet wird, um die simultane Bewegung zu erreichen.
  • In der Ausführungsform der 3A3C erstreckt sich ein Stift 52 auf jeder Seite der Teleskop-Baugruppe nach außen. Jeder der zwei Stifte 52 greift in einen Schlitz 54 in einem stationären Gehäuse 55 des Translationsmechanismus 50. Eine Antriebsverbindung 56 ist schwenkbar mit der Teleskop-Baugruppe 40 an einem Ort entfernt von den Stiften 52 verbunden und ein Einzelmotor 58 mit einer Motorachse erzeugt die Rotationsbewegung der Antriebsverbindung 56. 3B veranschaulicht in Seitenansicht das Sensorsystem 34 und der Translationsmechanismus 50, wenn der Neigungswinkel A = 0 ist. Wenn die Antriebsverbindung 56 durch den Motor 58 rotiert wird, in 3C im Uhrzeigersinn, rotiert die Teleskop-Baugruppe 40 in entgegengesetzter Richtung, in 3C gegen den Uhrzeigersinn, zu einem steigenden Neigungswinkel A. Diese Winkelbewegung wird durch ein Winkelmessgerät 59, das mit der Motorachse verbunden ist, gemessen, wie beispielsweise ein Resolver oder Potentiometer, dessen Ausgabe A als Steuersignal für den Motor 58 verwendet wird, um die Höhe des Grads der Rotation der Motorachse zu berechnen. Zur selben Zeit werden die Stifte 52 in den Schlitzen 54 nach hinten gezogen, wodurch die Teleskop-Baugruppe 40 linear nach hinten verschoben wird, wie ein Vergleich der Position der Stifte 52 in den stationären Schlitzen 54 in den 3B und C zeigt. Diese Bewegung der Teleskop-Baugruppe 40 nach hinten erlaubt es dem rückseitigen Ende der Teleskop-Baugruppe 40, sich in den ansonsten überflüssigen Raum an den Seiten der hinteren Enden des verfügbaren Raums 60 hineinzubewegen und diese zu verwenden, während es zusätzlich dem vorderen Ende der Teleskop-Baugruppe 40 erlaubt, zu einem größeren Neigungswinkel A zu schwenken, als es in Abwesenheit solch einer Rückwärtsbewegung möglich wäre. Das verfügbare Bezugsfeld des Sensorsystems 34 ist daher größer als es andererseits der Fall wäre. Diese Bewegung ist äquivalent zu einem Schub-Kurbeltrieb-Mechanismus mit festen Verbindungslängen.
  • In der Ausführungsform der 4A4C erstrecken sich die Führungsstifte 62 von einem schwenkbaren Teleskopgehäuse 64 nach innen und der Schlitz 66 liegt in der Teleskop-Baugruppe 40. Eine Antriebsverbindung 68 wird durch einen Motor 70 mit einer Motorachse rotationsbetrieben. Die Rotation der Antriebsverbindung 68 durch den Motor 70 bewirkt die Rotation und gleichzeitige Translation der Teleskop-Baugruppe 40 linear nach hinten, wie es durch Vergleich der Positionen der Stifte 62 in dem Schlitz 66 in 4B und 4C zu sehen ist. Diese Winkelbewegung wird durch Winkelmessgerät 59, wie beispielsweise ein Resolver oder Potentiometer, gemessen, das mit der Motorachse verbunden ist, dessen Ausgabe als Steuersignal für den Motor 70 verwendet wird, um die Höhe des Grads der Rotation der Motorachse zu bestimmen. Die Bewegung ist zu einem Schub-Kurbeltrieb-Mechanismus äquivalent, der eine feste Basislänge, aber eine Kuppelverbindung aufweist, deren Länge variiert, um die Teleskop-Baugruppe 40 mit steigender Rotation nach hinten zu ziehen.
  • In der Ausführungsform der 5A5C ist ein Motor 72 mit einer Motorachse integral in der Teleskop-Baugruppe 40 ausgebildet und die Führungsstifte 74 erstrecken sich von dem Motor 72 nach außen. Die Neigungsachse 44 ist die gleiche wie die Rotationsachse des Motors 42. Die Führungsstifte 74 greifen in entsprechende Schlitze 76 in einem stationären Gehäuse 78 ein. Der Motor 72 ist mit dem stationären Gehäuse 78 durch eine Verbindung 80 fester Länge verbunden. Wenn der Motor 72 die Teleskop-Baugruppe 40 zu einem höheren Neigungswinkel A rotiert, wie in 5B und C gezeigt, wirkt die Motorkraft durch die Verbindung 80 zurück, um die Teleskop-Baugruppe 40 unter dem Zwang der Führungsstifte der Führungsstifte 74, die in den Schlitzen 76 gleiten, nach hinten zu ziehen. Diese Winkelbewegung wird durch das Winkelmessgerät 59, wie beispielsweise ein Resolver oder Potentiometer, das mit der Motorachse verbunden ist, gemessen, dessen Ausgang A als Steuersignal für den Motor 72 verwendet wird, um die Höhe des Grads der Rotation der Motorachse zu bestimmen. Wie in den Ausführungsformen der 3 und 4 verwendet die Teleskop-Baugruppe 40 des Sensorsystems 34 den verfügbaren Raum in dem Abteil effizienter, indem es ein Verschwenken der Teleskop-Baugruppe 40 zu einem größeren Neigungswinkel A zulässt, als es andererseits möglich wäre.
  • Obwohl eine besondere Ausführungsform der Erfindung zu Veranschaulichungszwecken detailliert beschrieben wurde, kann man verschiedene Modifikationen und Verbesserungen durchführen, ohne vom Gedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist die Erfindung nicht limitiert mit Ausnahme der beigefügten Ansprüche.

Claims (13)

  1. Fluggerät (20), umfassend: eine Zelle (22); ein an der Zelle (22) angebrachtes Fenster (32); ein Sensorsystem (34), das eine Sichtlinie (36) hat, mit einem Blickfeld durch das Fenster (32); und einen Sensorsystem-Richtmechanismus, der an der Zelle (22) gehalten ist und einen kardanischen Aufbau (41) umfasst, an dem das Sensorsystem (34) gehalten ist und der wenigstens ein Drehbewegungsvermögen um eine Rollachse (42) hat; und gekennzeichnet dadurch: dass der Sensorsystem-Richtmechanismus auch einen Translationsmechanismus (50) umfasst, um das Sensorsystem (34) in kontrollierbarer Weise vom Fenster (32) linear wegzuverschieben, wenn der Richtmechanismus sonst das Sensorsystem (34) näher an das Fenster (32) bewegen würde.
  2. Fluggerät (20) nach Anspruch 1, bei dem der kardanische Aufbau (41) dem Sensorsystem (34) das Drehen um eine Rollachse (42) erlaubt.
  3. Fluggerät (20) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Translationsmechanismus (50) zum linearen Verschieben des Sensorsystems (34) zwischen einem ersten Ort und einem zweiten Ort entlang der Rollachse (42) betriebsfähig ist.
  4. Fluggerät (20) nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Translationsmechanismus (50) das Sensorsystem (34) bei zunehmender Winkelabweichung der Sichtlinie (36) des Sensorsystems (34) von der Rollachse (42) linear vom Fenster (32) wegverschiebt.
  5. Fluggerät (20) nach Anspruch 4, bei dem der kardanische Aufbau (41) einen ersten Drehfreiheitsgrad um eine Rollachse (42) und einen zweiten Drehfreiheitsgrad um eine senkrecht zur Rollachse (42) liegende Nickachse (44) hat.
  6. Fluggerät (20) nach Anspruch 5, bei dem der kardanische Aufbau (40) das Sensorsystem (34) bei Befehl zum Drehen um die Nickachse (44) veranlasst und der Translationsmechanismus (50) eine mechanische Beschränkung umfasst, die dem Sensorsystem (34) gleichzeitig das lineare Verschieben mit einer Linearkomponente parallel zur Rollachse (42) erlaubt, wodurch sich bei zunehmenden Nickwinkel (44) das Sensorsystem (34) linear rückwärts bewegt und sich bei abnehmenden Nickwinkel (44) das Sensorsystem (34) linear vorwärts bewegt.
  7. Fluggerät (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zelle (22) einen Rumpf (24) mit Längsachse umfasst.
  8. Fluggerät nach Anspruch 7, bei dem das Fenster (32) am Rumpf (24) befestigt ist und bei dem das Sensorsystem (34) und der Richtmechanismus innerhalb des Rumpfes (24) angeordnet sind.
  9. Fluggerät (20) nach Anspruch 7 oder 8, wenn diese unmittelbar oder mittelbar von Anspruch 2 abhängig sind, bei dem die Rollachse (42) des kardanischen Aufbaus (41) mit der Längsachse (46) zusammenfällt.
  10. Fluggerät (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Translationsmechanismus (50) ein Schub-Kurbeltrieb-Mechanismus ist.
  11. Fluggerät (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Sensorsystem-Richtmechanismus (41, 50) umfasst: eine Stiftlagerung (52, 62, 74) an einem der beiden, nämlich am Sensorsystem (34) oder am Translationsmechanismus (50), einen Schlitz (54, 66, 76) am anderen der beiden, nämlich am Sensorsystem (34) oder am Translationsmechanismus (50), wobei die Stiftlagerung (52, 62,74) mit dem Schlitz (54, 66, 76) in Eingriff steht, eine Schwenkantriebsverbindung (56, 68, 80), die, wenn sie gedreht wird, das Sensorsystem (34) in Bezug auf den Translationsmechanismus (50) dreht und auch die Stiftlagerung (52, 62, 74) im Schlitz (54, 66, 76) linear verschiebt, einen Motor (58, 70, 72), der eine Motorachse hat und mit der Schwenkantriebsverbindung (56, 66, 76) verbunden ist, um sie zur Drehung zu veranlassen, und eine mit der Motorachse verbundene Winkelmessvorrichtung (59) zum Messen eines Drehausmaßes der Motorachse.
  12. Fluggerät (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluggerät eine unbemannte Rakete (20) ist.
  13. Fluggerät (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Fluggerät ein bemanntes Luftfahrzeug (20) ist.
DE69915870T 1998-11-12 1999-11-11 Blickrichtungsausrichtungsanordnung für sensoren Expired - Lifetime DE69915870T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/190,954 US6193188B1 (en) 1998-11-12 1998-11-12 Line of sight pointing mechanism for sensors
US190954 1998-11-12
PCT/US1999/026882 WO2000033012A2 (en) 1998-11-12 1999-11-11 Line of sight pointing mechanism for sensors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69915870D1 DE69915870D1 (de) 2004-04-29
DE69915870T2 true DE69915870T2 (de) 2005-03-03

Family

ID=22703476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69915870T Expired - Lifetime DE69915870T2 (de) 1998-11-12 1999-11-11 Blickrichtungsausrichtungsanordnung für sensoren

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6193188B1 (de)
EP (1) EP1135662B1 (de)
AT (1) ATE262673T1 (de)
DE (1) DE69915870T2 (de)
TW (1) TW445367B (de)
WO (1) WO2000033012A2 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL143694A (en) * 2001-06-12 2006-10-31 Geo T Vision Ltd Projectile fuse imaging device and method
IL148452A (en) * 2002-02-28 2007-08-19 Rafael Advanced Defense Sys Gimbal locking method and device
EP1586195B1 (de) * 2003-01-21 2006-05-17 Diehl BGT Defence GmbH & Co.KG Vorrichtung zum erfassen einer objektszene
DE10313136B4 (de) * 2003-03-29 2017-05-11 Diehl Defence Gmbh & Co. Kg Suchkopf mit Nick-Gier-Innenkardansystem
JP4285367B2 (ja) * 2003-10-29 2009-06-24 セイコーエプソン株式会社 視線誘導度算出システムおよび視線誘導度算出プログラム、並びに視線誘導度算出方法
US7962265B2 (en) * 2007-11-28 2011-06-14 Honeywell International Inc. Vehicular linear sensor system
IL188524A0 (en) * 2008-01-01 2008-11-03 Izhack Zubalsky Imaging system and method
IL192601A (en) * 2008-07-03 2014-07-31 Elta Systems Ltd Discovery / Transmission Device, System and Method
FR3001709B1 (fr) * 2013-02-06 2015-08-07 Astrium Sas Avion spatial
US10611479B1 (en) * 2019-01-18 2020-04-07 Bell Textron Inc. Inset turret assemblies for aircraft

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4210804A (en) * 1978-08-22 1980-07-01 Raytheon Company Free-gyro optical seeker
US4415130A (en) * 1981-01-12 1983-11-15 Westinghouse Electric Corp. Missile system with acceleration induced operational energy
US4427878A (en) * 1981-11-06 1984-01-24 Ford Aerospace & Communications Corporation Optical scanning apparatus incorporating counter-rotation of elements about a common axis by a common driving source
GB2183057B (en) * 1983-03-30 1987-10-21 Secr Defence Target acquisition systems
DE3317232A1 (de) * 1983-05-11 1984-11-15 Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, 7770 Überlingen Suchkopf fuer zielsuchende flugkoerper

Also Published As

Publication number Publication date
EP1135662B1 (de) 2004-03-24
WO2000033012A3 (en) 2000-10-26
US6193188B1 (en) 2001-02-27
DE69915870D1 (de) 2004-04-29
EP1135662A2 (de) 2001-09-26
WO2000033012A2 (en) 2000-06-08
TW445367B (en) 2001-07-11
ATE262673T1 (de) 2004-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1022600B1 (de) Stabilisierte Kamera
DE102011104023B4 (de) Optische Vorrichtung für einen Suchkopf für einen Lenkflugkörper und Suchkopf für einen Lenkflugkörper
DE69915870T2 (de) Blickrichtungsausrichtungsanordnung für sensoren
DE4135260C1 (de)
EP2446505A1 (de) Halterung für einen bewegbaren sensor
DE102008022289B4 (de) Flugkörper
DE102019204355A1 (de) Kameramodul und system zur überwachung einer passagierkabine eines luftfahrzeugs sowie luftfahrzeug
DE2620699A1 (de) Fernseh-lenksystem fuer flugkoerper
DE69727060T2 (de) Beobachtungs- und zielsystem
DE2058550C3 (de) Antenne mit einem sphärischen Hauptreflektor
DE102008026990A1 (de) Vorrichtung mit einem optischen Erfassungssystem
EP1586195A1 (de) Vorrichtung zum erfassen einer objektszene
EP3858559B1 (de) Richtplattform, sensorsystem, luftfahrzeug und verfahren zum betreiben einer richtplattform
EP1026534A1 (de) Richtbare Teleskopanordnung
DE10135222B4 (de) Vorrichtung zum Erfassen einer Objektszene
DE3342958A1 (de) Sensoranordnung in einem suchkopf
EP2533004B1 (de) Optische Vorrichtung
DE19706958A1 (de) Schwenkbarer Sucher
DE102014211050B4 (de) Bildgebende Vorrichtung mit flugfähiger Tragevorrichtung
WO2011020470A1 (de) Halterung für einen bewegbaren sensor
EP0887680A1 (de) Vorrichtung zur gerichteten Abstrahlung und zum gerichteten Empfang modulierter Lichtwellen
DE102019005650B4 (de) Richtplattform für eine Sensoreinrichtung, Sensorsystem und Luftfahrzeug
DE69737313T2 (de) Kompakte optische Anordnung für ein Vorwärts-Infrarotsystem
EP2397810B1 (de) Vorrichtung zur passiven Ausrichtung einer Geräteplattform in einem durch ein Medium bewegten Körper
EP0482353B1 (de) Sucher zur Abtastung eines Gesichtsfeldes

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition