DE977964C - - Google Patents

Description

s„ = v, cos W_x - _Ψη) - v_e cos (_Ve - _v„) ^läu«_{as erfindungsgemäßej ebene} Lenkverfahren für

die Bewegungsgrößen des Zieles G, nämlich die 55 ferngelenkte Geschosse mit Zielsuchkopf erhöht die

Größen v_g und ψ,, berechnet, wobei mit Trefferwahrscheinlichkeit dadurch, daß jeweils ein

,._.,.,, ., . _n . „ „. , zum Geschoßort T parallel zur Fortbewegungsrich-

_Ψη die Peilnchtung Abschußstelle-Ziel, _{tung des zides Q um dne auf den Anspre} ⁶ _chb ^s _ereich

s_eg die Entfernung Abschußstelle—Ziel, des Zielsuchkopfes abgestimmte Strecke (Scheinziel-

v_e die Geschwindigkeit der Abschußstelle und 60 entfernung) versetzter Führungspunkt angenommen

yj_e der Kurswinkel der Abschußstelle wird, der einen Kollisionskurs zum Ziel beschreibt,

und daß das Geschoß T mit der gleichen Geschwin-

bezeichnet ist. digkeit wie der Führungspunkt eine parallele Bahn

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch ge- zum Kollisionskurs des Führungspunktes beschreibt, kennzeichnet, daß ein Rechenaggregat (Rechner) I 65 Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenlos. 3) vorgesehen ist, das aus dem Sinussatz den an Hand von F i g. 1 der Zeichnung näher be-

(+) s_gl sin (_V, - v„) = s_lt sin (_ψ1κ - _Ψΐί) schrieben. Diese Figur zeigt eine allgemeine Gefechts-

gi \r* iti ig ng t ig; situation, wie sie beispielsweise bei dem Lenkverfah-

ren nach der Erfindung vorliegen wird, Mit G ist das Ziel, mit T das Geschoß, mit P_K der Kollisionspunkt, mit L das Scheinziel und mit F der Führungspunkt bezeichnet. Die Abschußstelle ist nicht eingezeichnet. Alle eingezeichneten Winkel werden rechtsweisend gegen die Nordrichtung vermessen. Die Geschwindigkeit des Geschosses D₁ und ganz analog die des Führungspunktes 0, und die Geschwindigkeit des Zieles ö_g sind vektoriell eingezeichnet.

Im gewählten Beispiel liegt das Scheinziel L vor dem Kollisionspunkt P_K, und zwar um die Strecke S_s, in Fortbewegungsrichtung des Ziels verschoben. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht nun darin, das Geschoß T auf diesen Scheinzielort zu lenken, der im Ansprechbereich des Geschoß-Zielsuchkopfes zu liegen hat. Ein echtes Kollisionskursverfahren würde dann vorliegen, wenn das Geschoß T den Punkt P_K treffen würde. Der Punkt, der dieser Bedingung genügt, wird als Führungspunkt F bezeichnet. Der Punkt F sieht das Ziel G mit der Peilung y,·,. und da F einen Kollisionskurs beschreiben sull, gilt für die Winkelgeschwindigkeit der Peillinie y,-_e

V/, = 0 (1)

oder, wie man Fi g. 1 entnehmen kann:

y,,, == —[Vg sin (ψ,. - ν'/*) - v, sin (</■/ - y/*)l = 0 .

Sfg

(2)

Daraus folgt wiederum

v, sin (_Vlk - ψ_1χ) = v_e sin (y_e - ψ,_χ), (3) wobei

VV = Vik (⁴)

gese'^t werde, da sich d~r Führungspunkt F ja auf Kollisionskurs bewegen soll.

Gemäß dem Kennzeichen der Erfindung soll nun das Geschoß T um die Scheinzielentfernung s_gl von F und parallel zur Fortbewegungsrichtung des Ziels G verschoben sein und einen Kurs laufen, der parallel zu dem vom Führungspunkt F durchgeführten Kollisionskurs verläuft. Daraus folgt, daß der Kollisionskurswinkel i/'/jt des Fiihrungspunktes F und der Kurswinkel y, des Geschosses T übereinstimmen müssen:

Wik = Ψι· (⁵)

Damit der Führungspunkt F in der in F i g. 1 gezeigten Gefechlssituation nach Kollisionskurs zum Treffer kommt, muß er eine bestimmte Geschwindigkeit v, haben. Genau diese Geschwindigkeit soll auch das Geschoß T haben:

VWr = Via - W ^sin

-- sin (ν» — ψι,) ϊ · O) Vi \

v, = v,.

(6) Führt man eine Lenkung des Geschosses nach die-

ser Kollisionsbedingung (7) durch, so sind die Vorteile augenscheinlich.

Wird beispielsweise ein Torpedo in ein vor dem Kollisionspunkt P_K liegendes Scheinziel L nach obiger Kollisionsbedingung gesteuert, wobei das Scheinziel L

ίο im Ansprechbereich des Torpedo-Zielsuchkopfes liegt, so wird das gegnerische Schiff einem Treffer selbst dann nicht entgehen können, wenn es den Torpedo ortet und seine Geschwindigkeit so erhöht, daß es schneller als der anlaufende Torpedo wird. Auch

ein Wendemanöver kann wegen des großen Wenderadius des Schiffes einen Treffer nicht vermeiden.

Ebenso kann man sich eine Zurückverlegung des Scheinzieles vorstellen. Nämlich dann, wenn es um die Bekämpfung von Flug7"uger mittels Flugabwehr-

raketen mit Infrarot-Zielsuchkopf geht. In diesem Fall kann man immer davon ausgehen, daß die Raketengeschwindigkeit größer als die Geschwindigkeit des zu bekämpfenden Gegners ist, und es wird von Vorteil sein, den Angriff aus achterlichen Lagen zu

führen, da sich hier wegen der Größe des Zielpegels ein günstigeres Ansprechen des Geschosses im Selbstlenkbereich ergibt.

Die Erfindung gibt weiterhin noch eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens

an. Diese Anordnung zeigt Fig. 2 der Zeichnung. Sie besteht aus einem geschlossenen Regelkreis, dessen Regelstrecke 1 das auf Krängung φ, = O stabilisierte Geschoß bildet und dem ein geeigneter Regler 2 vorgeschaltet ist. Dem Regler wird einmal der Ge-

schoßkurs-Istwert </-„· und zum anderen der von einer Rechenaggregat-(Rechner-)anoidnung, bestehend aus

den Rechenaggregaten (Rechnern) I, II und III errechnete Geschoßkurs-Sollwert \j'_tscrr zugeführt.

Der Regler selbst kann in einer Automatik, im ein-

fachsten Fall aus einem Soll-Istwert-Vergleichsglied bestehen, oder er kann durch einen Operateur ersetzt werden, der beispielsweise durch Handlenkung an einem Sichtschirm den Soll-Istwert-Vergleich durchführt.

Zur Errechnung des Geschoßkurs-Sollwertes v'isirr ist zunächst ein erstes Rechenaggregat (Rechner) I (Pos. 3 vorgesehen, das aus den beiden miteinander verkoppelten Differentialgleichungen

[ν_? sin (_Ψχ - y,,_?) - ν_Ρ sin (y>_e - «ν«)]

Dann und nur dann, wenn die Bedingungen (5) und (6) erfüllt sind, trifft das Geschoß T das ScheinzielL in dem Augenblicken dem der Führungspunkt F mit dem Ziel G im Punkt P_K zur Kollision kommt. Wie man aus F i g. I erkennt, beschreibt das Geschoß T einen Kolüsionskurs zum Scheinziel L,

Es, sei darauf hingewiesen, daß die Winkelgeschwindigkei' der Peillinie Geschoß — Ziel y_te nicht identisch KuIl ist und daher das Geschoß keinen Kolüsionskurs zum Ziel selbst beschreibt. ⁶S

Setzt man die Bedingungen (5) und (6) in die Gleichung (3) ein, so erhält man den zu errechnenden Sollkurs u'tscrr des Geschosses:

55 .v_rir = ,·,, cos (ψ — ψ ) - \\

die gesuchten Bewegungsgrößen des Ziels v_g und y_s ermittelt. Die anderen Größen v_P, y>_e, s_ef, ψ_η in obigem Gleichungspaar liegen seitens der Abschußstelle (Po. 6) vor bzw. werden durch eine aktive Ortung ermittelt.

Ein zweites Rechenaggregat (Rechner) II (Pos. 4) berechnet aus einem Sinussatz

± S₁., sin (\/<_g - y/e) = S_1x sin (ψ_Ιχ - y_lg) (10)

und einem weiteren Paar miteinander verkoppelter Differentialgleichungen

1
sie

^sin 0/V -

^vi ^sin ('/'ι "

(11)

S_1x = V_x COS (_Ψκ - y_lx) ~ ^vi ^cos (Vi - Ψΐα) (¹²)

die letzte noch unbekannte Größe in der Lenkregel-Gleichung (7), den Peilwinkel y>_lx Führungspunkt — Ziel. Om diesen Peilwinkel jedoch zu berechnen, benötigt das Rechenaggregat (Rechner) II intern die Größen s_tx (Entfernung: Geschoß—Ziel) und ψ,,. (Peilwinkel: Geschoß—Ziel), die über die verkoppelten Differentialgleichungen (11) und (12) berechnet werden. Die Entfernung des Scheinzicls L vom Kollisionspunkt P_K( + )s_xi und ganz analog die Entfernung Führungspunkt — Geschoß kann durch ein Potentiometer (Pos. 7) vorgegeben werden. Das Minuszeichen bei .v_i( wäre für ein gegenüber dem Kollisionspunkt zurückverlegtes Scheinziel einzusetzen.

Ein weiteres drittes Rechenaggregat (Rechner) III (Pos. 5) berechnet sodann unter Zuhilfenahme der nunmehr vorliegenden Größen ψ_Ιχ, v_t, v, und y>_x den ίο Geschoß-Sollkurs ψ/srrr ^nach der Lenkregel-Gleichung

V'tscrr =

arc sin | -— sin (y_e — ψ,_χ) |. (7)

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 und den beiden miteinander verkoppelten Diffe- Patentansprüche: rentialgleichungen

1. Ebenes Lenkverfahren für ferngelenkte Ge- ψ_ιβ = — [v_e sin (ψ_Β — ψ_Ι:) - ν, sin (ψ, — y<_lt)] schösse mit Zielsuchkopf, dadurchgekenn- s ^s"

zeich η et, daß jeweils ein zum Geschoßort (Γ) und

parallel zur Fortbewegungsrichtung des Zieles · ₌ , - w, ) - v_t cos (ψ, - w,.)

(G) um eine auf den Ansprechbereich des Ziel- ^s" ^V'^COSW* ^ψ'*> ^V'^LOSW ft_s)

suchkopfes abgestimmte Strecke (Scheinzielent- den Peilwinkel i/)_ig Führungspunkt—Ziel errech-

fernung) versetzter Führungspunkt angenommen io net, wobei mit

wird, der einen Kollisionskurs zum Ziel beschreibt, . . . . _v i_1Vnncn„ni-t

und daß das Geschoß (T) mit der gleichen Ge- % ^die Entfernung Scheinz.el-Koll.smnspunkt

schwindgikeit wie der Führungspunkt eine par- ht ^die Entfernung Geschoß—Ziel,

allele Bahn zum Kollisionskurs des Führungs- ψ_Ιε die Peilrichtung Geschoß—Ziel und

punktes beschreibt. 15 _ψι der Kurswinkel des Geschosses

2. Lenkverfahren nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Scheinzielentfernung (s_sl) bezeichnet ist. im Anspruchbereich des Zielsuchkopfes gewählt

wird und daß das Geschoß bei Erreichen des

Scheinzieles (L) auf Eigenlenkung umschaltet. 20

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder 2 mit einem

geschlossenen Regelkreis, bestehend aus der Ein bekanntes Verfahren zum Ins-Ziel-Führen Regelstrecke, die durch das auf Krängung φ, = 0 ferngelenkter Geschosse ist das Kollisionskurs-Verstabilisierte Geschoß gebildet wird und aus einem 35 fahren. Dieses Verfahren arbeitet in der Weise, daß vorgeschalteten Regler, dem der Geschoßkurs- der augenblickliche Kurs des Ziels und seine Geistwert i/'ij 'ind der errechnete Geschoßkurs-Soll- schwindigkeit ermittelt und auch während der Laufwert v'iscrr zugeführt wird, dadurch gekennzeich- zeit des Geschosses nach dem Abschuß laufend weinet, daß ein Re ;henag/,regat (Rechner) III terhin überwacht werden. Hierzu ist es notwendig, (Pos. 5) vorgesehen ist, das den Geschoßkurs- 3° daß die Entfernung von der festen oder beweglichen Sollwert nach Gleichung Abschußstelle zum Ziel und der auf eine raumfeste

!Bezugsrichtung, meist die Nordrichtung, bezogene

^Vg «in (m - ,„ \\ Peilwinkel zum Ziel mit Hilfe von aktiven Ortungs-

— sin (v_f VV.) J _{mittdn der} Abschußstelle in Abhängigkeit von der 35 Zeit gemessen und zusammen mit den Meßwerten für

unter Vorermittlung der Größen v_lg, v_g und ψ_χ den Kurs und die Geschwindguceit der Abschußstelle

mittels weiterer R.echenaggregate berechnet, wo- z. B. mit Hilfe eines Rechenaggregats (Rechner) aus-

bei mit gewertet werden. Außerdem muß die Geschoßposition

. „.,.., _.., _. , in bezug auf den Standort der Abschußstelle aus dem

_Vlg der Pe.lwinkcl Fuhrungspunkt-Ziel, _{40 G}eschoßkurs, der Geschoßgeschwindigkeit und den

v_e die Zielgeschwindigkeit, Bewegungsdaten der Abschußstelle errechnet werden.

V_e der Ziel-Kurswinkel und Dann wird der zum Kollisionskurs gehörende Ge-

v, die Geschoßgeschwindigkeit bezeichnet ist. schoßkurs aus den ermittelten Zieldaten und der vorliegenden Geschoßgeschwindigkeit unter Berücksich-

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch ge- 45 tigung der Geschoßposition ermittelt, kennzeichnet, daß ein Rechenaggregat (Rechner) II Eine Ins-Ziel-Lenkung des Geschosses auf direk-(Pos. 4) vorgesehen ist, das aus den beiden mit- tem Kollisionskurs wird in manchen Fällen nicht zum einander verkoppelten Differentialgleichungen Treffer führen, nämlich dann nicht, wenn das Ziel,

2 z. B. ein gegnerisches Schiff, das aus achterlichen

Veg = — [v,, sin {\j)g — Vcs) — v_c ^sm {'Pe ~ Vfg)] 50 Lagen ankommende Geschoß, beispielsweise einen

^Se" Torpedo, vorzeitig ortet und seine Geschwindigkeit

und dann so erhöhen kann, daß es dem Geschoß davon-