DE977965C

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Publication number: DE977965C
Application number: DE1965977965
Authority: DE
Priority date: 1965-08-20
Filing date: 1965-08-20
Publication date: 1974-07-25

Description

[v,cos O₁ sin (ν, -

ν*
clr

ν,, cos O₁. sm (ν, -- ψ_ιΊ)\

V, COS O₁ COS (1/·, — ι/γ,)

V_I. COS 0_e COS (ψ, - VV/)

Peilwinkel i/V/ Abschußstelle — Geschoß ervobei s*,.,_r die Projektion der Entfernung Abschußstelle—Geschoß in die Horizontalebene,

v, die Geschoßgeschwindigkeit,

Ψ, den horizontalen Geschoßkurs,

O₁ den vertikalen Geschoßkurs,

V₁. die Geschwindigkeit der Abschußstelle.

i/V den horizontalen Kurs der Abschußstelle,

O₁. den vertikalen Kurs der AbschußsU-lle und

i/V/ den horizontalen Peil winkel Abschußstelle — Geschoß darstellt.

(Pos I) die durch das auf Krängung φ, = 0 stabilisierte Geschoß dargestellt wird mit einem vorgeschalteten, geeigneten Regler (Pos. 2), dem der Geschoßkurs-Istwert ψ,,, der errechnete Geschoßkurs-Sollwert vw und gegebenenfalls die Geschoßtiefe h, und Zieltiefe Λ, eingegeben werden dadurch gekennzeichnet, daß die Errechnung desGeschoßkurs-SolIwertes _Vw ^{mittels der von} den Rechenaggregaten (Rechnern) I und II errechneten Größen y>_el und _Ψη unter Anwendung der Lenkregel-GIeLhung

VWr = Ψΐΐ +

- fei)

erfolgt.

Ein bekanntes Verfahren zum Ins-Ziel-Führen ferngelenkter Geschosse ist das Zieldeckungsverfahren Dieses Verfahren arbeitet in der Weise, daß sich das Geschoß stets r.uf der Sicht- oder Peillin.e von der Abschußstelle zum Gegner befindet. Hierzu müssen die Richtungen von der Abschußstelle zum Gegner und von der Abschußstelle zum Geschoß laufend festgestellt werden, und der Kurs des Geschosses wird dann so beeinflußt, daß die beiden ermittelten Richtungen identisch sind.

Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß das Geschoß auf einer Zieldeckungsgeraden ins Ziel geführt wird und daß es dadurch gegenüber der Abschußstelle gegnerabschattend wirkt, wodurch eine

störungsfreie Ortung oder Peilung des Ziels von der Abschußstelle aus verhindert wird.

Das erfindungsgemäße räumliche Lenkverfahren für ferngelenkte Geschosse vermeidet den obenerwähnten Schatteneffekt dadurch, daß das Geschoß in einer jeweils die Standorte von Abschußstellc und Ziel enthaltenden Zieldeckungsebenc ins Ziel geführt wird, wobei das Geschoß aus der direkten Peillinie herausgenommen und mit maximaler Steigung oder Neigung auf Zielhöhe oder -tiefe gebracht wire! und daß dann lediglich eine Lenkung in der horizon-

rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Rechenaggregat (Rechner) II (Pos. 5) vorgesehen ist, das aus den miteinander verkoppelten Differentialgleichungen:

= VV₈

arc sin

+ v,, cos

sin

v, cos O₁ -- </'«)

i'cn^srir

S,tr = V, COS ϋ, COS (ψ,₂ ~ W«)
— V₁, COS O₁. COS (l/V — ψ_(!ι)

den horizontalen Zieldeckungskurs ψ,_ζ des Geschosses ermittelt, wobei ψ^ den horizontalen Peilwinkel Abschußstelle — Ziel und s_clr die errechnete Entfernung Abschußstelle — Geschoß darstellt.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem geschlossenen Regelkreis, bestehend aus der Regelstrecke

55

60

«5

4. Anordnung zur Durchführung des Verfah- ⁴⁵ , _, , , - _ , . , ,. _c, ,

⁶ ^b talen Ebene erfolgt. Dabei kann die Steuerung des

ferngelenkten Geschosses auf die Höhe oder Tiefe des Gegners einmal von der Abschußstelle aus erfolgen oder zum anderen durch eine bordeigene Tiefen- oder Höhenmeßeinrichtung des Geschosses geschehen. Für den Fall, daß das Geschoß über einen akustischen oder Infrarot-Suchkopf verfügt, braucht die Zieltiefe nur näherungsweise vorgegeben zu werden, um einen Treffer zu erzielen, da das Geschoß dann nach Auffassen des Ziels zur Selbstlenkung übergeht. Eine Messung der Zielhöhe oder -tiefe kann völlig entfallen für den Fall, daß die Abschußstelle beispielsweise ein Unterseeboot ist und das Ziel ein Überwasserfahrzeug darstellt.

Einen wesentlichen Vorteil bietet das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin dadurch, daß lediglich der horizontale Peilwinkel If₁₁, zwischen der Abschußsteile und dem Ziel gemessen werden muß. Erfolgt die Messung des vertikalen Peilwinkcls Abschußstelle—Ziel (V_n, beispielsweise im Wasser, so kann durch die sich mit der Wassertiefe verändernden Temperatur- und Dichtewerte des Wassers der Peilwinkcl i'>,._t, stark verfälscht werden. Die Ermittlung

des horizontalen Peilwinkels y>_ei! kann dagegen mit weitaus größerer Genauigkeit erfolgen.

Die horizontale Peilrichtung von der Abschußstelle zum Ziel und damit die Lage der vertikalen Zieldeckungsebene, kann in bekannter Weise festgestellt werden. Hierbei ist ein bekannter Vorzug des Zieldeckungsveifahrens, daß diese Peilrichtung mit passiven Ortungsmitteln festgestellt werden kann, und ein großer Vorteil der hier beschriebenen Erfindung ist, daß diese passive Ortung nicht mehr durch das nunmehr in einer vertikalen Zieldeckungsebene bewegte Geschoß gestört werden kann.

Zur Lenkung des Geschosses in der Horizontalebene wird folgende bereits vorgeschlagene Lenkrege! benutzt:

(D

Hierzu sei allgemein bemerkt, daß die Winkel y der Hori/ontalebcne alle rechtsweisend gegen Nord un<i die Winkel 0 der Vertikalebene von einer angenommenen Horizontalebene nach unten gemessen werden. Ir. obiger Lenkregel-Glcichung ist y,,,,,- der errechnete horizontale Geschoß-Sollwert und y,_: der horizontale Zieldcckungskurs des Geschosses. Beide Kurse stimmen überein, wenn der Ausdruck A(,ι,--,j,—y,,) zu Null wird, worin y,., den horizontalen Peilwinkel Abschußstelle—Ziel und y,, den horizontalen Peilwinkel Abschußstclle—Geschoß darstellt. Der Winkel y,,,, Abschuß.sielle—Ziel wird in bekannter Weise mittels eines passiven Ortungsverfahrens ermittelt. Zur Ermittlung der Kurse y,₂ und ι,γ, worden gemäß einem weiteren Merkmal der Lrlindung die beiden miteinander verkoppelten {iletchungspaare

ι,··,- v,.,. ^! arc sin )

\ V₁ COS 0,

v. *,-,, ' v_r cos V₁, sin (y,. y,.„)

V/r -" V, COS )>, COS (y,₂ " '/Vi/) !',COS/'/, COS
('/·,■ V, J (

V, COS)V, SlIl ( I, , y,,,)

\\ cos O₁ sin (y₍, i/·,,) (4)

1,COS)V(COs(V, '/Vi)

v, cos O₁, cos (i/v - ι/·,,) (5)

herangezogen.

Hierzu ist ein erstes Rechenaggregat (Rechner) I voM'.esehen. das au·· den vorliegenden Kurs- und Gesclnvmdigkcitswerten ι/γ, O₁, ν, der ,Abschlißstelle und den Kurs- und GeschwindigkuiswcrUn y,, O₁. ι, des Geschosses !inter Anwendung dei Differential gleichungen (4) unn (5) die Größen 7·,., und .5*,.,, errechnet, wobei ι/γ, den Peilwinkel Abschußstellc— Geschoß und .v*,„ die Projektion der Entfernung in der Horizontalebciu.· darstellt. Der Stern bei der Größes*_elr soll darauf hinweisen, daß das Geschoß hier noch eine beliebige Bahn außerhalb der Zieldeckungsebene beschreiben kann.

Um die zweite gesuchte Größe für die Lenkregel-Gleichung, den Zieldeckungskurs des Geschosse;· y,_„ zu ermitteln, ist ein zweites Rechenaggregat (Rechner) II vorgesehen, das unter Anwendung der Gleichungen (2) und (3) intern die Projektion der Entfernung Abschußstelle—Geschoß s_tn in die Horizontalebene und den horizontalen Zieldeckungskurs ψ,. errechnet. Die Größe s_t,,_r ist nunmehr die errechnete Entfernung Abschußstelle—Geschoß, wie sie sich von der Abschußstelle zu einem sich in der Zieldeckungsebene befindlichen Geschoß ergibt. Das Rechenaggregat (Rechner) II benötigt σ_ιίγ lediglich zur internen Verarbeitung, um darüber hinaus den horizontalen Zieldeckungskurs y,, zu berechnen. Mit y,._ liegen nunmehr alle gesuch .n Größen vor, um da.-> Geschoß nach der Lenkregel-Cieichung (1) ins Ziel

2ü zu führen.

Eine Anordnung zur Durchführung des erfindung^- uemäßen Verfahrens zeigt die einzige Figur der Zeichnung.

Die Anordnung besteh; aus einem geschlossenen

j.s Regelkreis. Die Regelstrecke selbst wird durch das au! Krängung 7, - 0 stabilisierte Geschoß 1 repräsentiert. Der Regelstrecke ist ein geeigneter Regler 2 vorgeschaltet, der im Falle einer Automatik aus einem einfachen Soll-Istwert-Verglcichsglied bestehen kann.

und für den Fall einer Handlenkung beispielsweise durch einen Operateur an einem Sichtschirm zu ersetzen wäre. Der Regelkreis selbst wird über diedie Gleichungen (2). (3). (4) und (5) verarbeitenden Rechenaggregate (Rechner) I und II (Positionen 4 und 5 in der Figur) und die die Lenkrc^el-Gleichung (I) erstellenden Glieder 6, 7 und 8 geschlossen.

Wie man der Figur entnehmen kann, werden sowohl dem Rechenaggregat (Rechner) I (Position 4) als auch dem Rechenaggregat (Rechner) II (Position 5) die Kurswinkel y,, O₁.. eier Geschwindigkeitswert V₁. der Abschußstelle (Position 3) und der Geschwindigkeitswert v, und vertikale Kurswinkel it, des Geschosses (Position 1) zugeführt. Darüber hinaus wird dem Rechenaggregat (Rechner) I der horizontale Kurswinkcl y, des Geschosses und dem Rechenaggregat (Rechner) II der Peilwinkel ι/γ,, Abschußstelle—Ziel angeboten. Aus der. anliegenden Werten berechnet nun das erste Rechenaggregat (Rechner) I mit Hilfe der Gleichungen (4), (5) den Peilwinkel y,,,

->o Abschußstelle—Geschoß und das zweite Rechenaggregat (Kochner) II mit HiIIe der Gleichungen (2). (3) den Geschoß-Zieldeckungskurs y,₂. Es ist dann ein diffcrcnzenbiidendcs Glied (Position 6) vorgesehen, dar aus den Größen y, und y,, den Ausdruck ('/γ,. — y,., bildet.

Nach anschließender Multiplikation dieser Klammer mit einer Konstanten λ in Position 7 wird dieser Ausdruck A- (y,,,,—y,,,) und der Geschoß-Zielelekkungskurs y,, dem summenbildenclen Glied (Position 8) zugeführt, das die Lenkrcgel-Gleichung (I) '''(-.!■π- '^; ΊΊζ -!-^('/Ί(ί—'/',■/) erstellt. Der errechnete Geschoß-Sollwert iy_lsi._rr wird dann dem Regler (Position 2) zugeführt, der den Vergleich mit dem Geschoß-Istwert y,| durchführt. Der Regler kann zu-

*>5 sätz.lich einen Soil-Istwert-Vcrgleich zwischen Zielhöhe und Geschoßhöhe durchführen. In vielen Fällen wird man jedoch dem Geschoß, wie bereits erwähnt, eine feste Höhe bzw. Tiefe vorgeben können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Räumliches Lenkverfahren für ferngelenkte Geschosse, insbesondere Torpedos, unter Anwendung des Zieldeckungsverfahrens mit Vermeidung des Schatteneffektes, dadurch gekennzeichnet, daß das Geschoß in einer jeweils die Standorte von Abschußstelle und Ziel enthaltenden Zieldeckungsebene ins Ziel geführt wird, wobei das Geschoß aus der direkten Peillinie herausgenommen und mit maximaler Steigung oder Neigung auf Zielhöhe oder -tiefe gebracht wird und daß dann lediglich eine Lenkung in der horizontalen Ebene erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet daß das Geschoß einen Zielsuchkopf trägt uiid die Zielhöhe oder -tiefe nur annähernd vorgegeben wird.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Rechenaggregat (Rechner) I (Pos. 4) vorgesehen ist, das aus den miteinander verkoppelten Differentialgleichungen: