DE977966C

DE977966C -

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Publication number: DE977966C
Application number: DE1965977966
Authority: DE
Priority date: 1965-08-20
Filing date: 1965-08-20
Publication date: 1974-07-25

Description

s_el den Abstand Abschußstelle — Geschoß,
v, die Geschwindigkeit des Geschosses,

und
Ψ, den Kurs desGeschosses darstellt.

5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rechenaggregat-(Rechner-)anordnung ein drittes Rechenaggregat (Rechner) III (Pos. 7) vorgesehen ist, der aus den beiden Gleichungen:

V/z ⁼ Vr/ + ^{arc sin}

v_/v = v_e sin (_Ve — w,) + V_f/ · s_el

den horizontalen Geschoß-Zieldeckungskurs ψ,, errechnet, wobei mit v„. die Vertikalkomponente der Geschoßgeschwindigkeit bezeichnet ist.

cos

- v_c cos (_Ve -

WegS_eg = v_Ksin(i/v-v_ffr) - v_p sin (i/v-VV?)

den Peilwinkel y<_e, Abschußstelle — Scheinziel errechnet, wobei

s_gl den Abstand Ziel — Scheinziel,

y<_g den Kurs des Zieles,

s_eil den Abstand Abschußstelle — Ziel,

y>_eg den Peilwinkel Abschußstelle — Ziel,

V₁, die Geschwindigkeit des Ziels,

Vf die Geschwindigkeit der Abschußstelle
und

xpf den Kurs der Abschußstclle darstellt.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rechenaggregat-(Rechner-)anordnung ein zweites Rechenaggregat (Rechner) II (Pos. 6) vorgesehen ist, das aus den beiden miteinander verkoppelten Differenzgleichungen:

Sf, --= V₁ cos (ψ, - y>_el) - v_e cos (y<f - y>_el) Wet *et = ^vt sin (ψ, — ψ_Η) - V₁, sin (y>_e - y>_el)

den Peil winkel y>_el Abschußstelle—Geschoß errechnet,

Die Erfindung betrifft ein ebenes, verbessertes Zieldeckungsverfahren für ferngelenkte Geschosse mit Zielsuchkopf, insbesondere Torpedos.

Um ferngelenkte Geschosse ins Ziel zu führen, ist das Zieldeckungsverfahren ein bekanntes Verfahren.

Es arbeitet in der Weise, daß sich das Geschoß stets auf der Sicht- oder Peillinie zum Gegner bewegt. Hierzu müssen die Richtungen von der Abschußstelle zum Ziel und zum Geschoß laufend ermittelt werden. Der Kurs des Geschosses wird dann so beeinflußt, daß die ermittelten Richtungen Abschußstelle— Ziel und Abschußsteile — Geschoß stets übereinstimmen.

Diesem Verfahren haftet ein großer Nachteil an. Dadurch, daß das Geschoß jeweils direkt in das Ziel gelenkt wird und das Geschoß in vielen Gefechtssituationen das Ziel aus achterlichen Lagen anläuft, wird das gegnerische Ziel, beispielsweise ein Schiff, bei vorzeitiger Ortung des Geschosses, z. B. eines Torpedos, durch Erhöhung der Geschwindigkeit einem Treffer entgehen und das Geschoß aushungern können, vorausgesetzt, daß die Maximalgeschwindigkeit des Ziels größer als die des Geschosses ist.

Das erfindungsgemäße ebene Lenkverfahren für ferngelenkte Geschosse mit Zielsuchkopf nach dem Zieldeckungs-Prinzip erhöht die Trefferwahrscheinlichkeit dadurch, daß das Geschoß T in ein vor oder hinter dem Ziel G in dessen jeweiliger Fortbewegungsrichtung liegendes Scheinziel L gelenkt wird, wobei das Scheinziel innerhalb des Ansprechgebietes des Zielsuchkopfes liegt und daß bei Erreichen des Scheinzieles auf Eigenlenkung des Geschosses umgeschaltet wird.

Die Erfindung wird an Hand von F i g. 1 und 2 der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 eine allgemeine, ebene Gefechtssituation unter Zugrundelage des erfindungsgemäßen Zieldeckungsverfahrens mit der Vorgabe eines Scheinzieles L,

F i g. 2 eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In F i g. 1 ist mit E die Abschußstelle, mit G das gegnerische Ziel, mit L das in diesem Fall vorverlegte Scheinziel und mit T das Geschoß bezeichnet.

Die Geschwindigkeit ν der einzelnen Punkte ist vektorieü eingezeichnet. Alle Horizontalwinkel ψ werden rechtsweisend gegen die Nordrichtung vermessen.

Nach dem bekannten Zieldeckungsverfahren wird das Geschoß T auf der Peillinie Abschußstalle—Ziel ins Ziel geführt. Wie bereits oben erwähnt, ifiihrt dieses Verfahren nicht in jedem Fall zum Treffer; nämlich dann nicht, wenn das Ziel das aus acluerlichen Lagen ankommende Geschoß ortet und seine Geschwindigkeit so erhöhen kann, daß es dem Geschoß davonläuft. Gemäß dem obigen Vorschlag der Erfindung ist dies nicht möglich, wenn man dem mit einem Zielsuchkopf ausgestatteten Geschoß ein Scheinziel vor dem tatsächlichen Ziel in dessen Fortbewegungsrichtung vorgibt, das im Ansprechbereich des Zielsuchkopfes liegt. Wie man sich leicht vorstellen kann, wird beispielsweise ein gegnerisches Schiff kaum eine Chance haben, einem Treffer durch ein Wendemanöver zu entgehen, wenn man das Geschoß auf einer Zieldeckungsgeraderi in ein in Fahrtrichtung des Schiffes vorverlegtes Scheinziel steuert.

Auch eine Verlegung des Scheinzieles in rückwärtiger Richtung hinter das eigentliche Angriffsziel ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar. Handelt es sich beispielsweise bei dem Geschoß um eine Flugabwehrrakete mit Infrarot-Zielsuchkopf, so wird es bei der Bekämpfung von Flugzeugen von Vorteil sein, den Angriff aus achterlichen Logen zu führen, da hier ein früheres und sicheres Ansprechen des Zielsuchkopfes gewährleistet wird. Gleiches gilt natürlich auch für Schiffsschallfelder als Zielpegel; jedoch wird man hier nur ein zurückverlegtes Scheinziel wählen, wenn man mit Sicherheit annehmen kann, daß die Geschwindigkeit des Ziels kleiner als die Geschoßgeschwindigkeit ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß das ebene Lenkverfahren auch dann funktioniert, wenn das Ziel einen gewissen Tiefen- oder Höhenunterschied . I/i gegenüber der Abschußstelle hat, wobei Ah klein gegen die Entfernung Abschußstelle — Ziel sein muß. Es kann also z. B. ein Torpedo von einem Ubcrwasserschiff aus mit Hilfe eines ebenen Lenkverfahrens in den Ansprechbereich seines akustischen Zielsuchkopfes gebracht werden, wenn das Ziei ein im Flachwasser getauchtes U-Boot ist und nur die Lenkphase innerhalb des Ansprechberciches des Ziclsuchkopfes ein dreidimensionales Lenkverfahren erfordert.

Es sei festgestellt, daß das erfindungsgemäße Verfahren, das die Vorgabe eines Scheinziels vorschlägt, ein wirksames Mittel darstellt, den bekannten und unerwünschten Schatteneffekt zu vermeiden. Das bekannte Zieldeckungsverfahren hat nämlich noch den zusätzlichen Nachteil, daß durch die Führung des Geschosses auf der direkten Peillinie Abschuß-Stelle— Ziel das Geschoß gegnerabschattend für die Empfangsgeräte an Bord der Abschußstelle wirkt. Allerdings kommt das erfindungsgemäße Verfahren nicht ohne eine aktive Peilung der Entfernung s„ Abschußstellc — Ziel aus. Die Erfindung gibt weiterhin noch eint; Anordnung zur Durchführung des er findungsgemäßen Verfahrens an. Diese Anordnung besteht aus dem in F i g. 2 gezeigten geschlossenen Regelkreis. Hierbei stellt das auf Krängung φ, -= 0 stabilisierte Geschoß die Regelstrecke 1 dar. Dieser Regelstrecke ist ein geeigneter Regler 2 vorgeschaltet, der sowohl eine Automatik als auch eine Handlenkung beinhalten kann. Die Automatik wird im einfachsten Fall ein Soll-Istwert-Vergleichsglied sein, wogegen eine Handlenkung beispielsweise durch einen Operateur an einem Sichtschirm durchzuführen wäre. Der Regelkreis selbst ist über eine Rechenaggregateanordnung, bestehend aus den P.ecbsnaggregaten S, 6 und 7, geschlossen, wobei gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung mittels der weiter unten angeführten Differentialgleichungen und Sinussätze aus vorgegebenen und gemessenen Größen

ίο die unbekannten Größen für die Lenkregel-Gleichung

err = ψ,ζ + ^kz ('fei ~ ψ ti)

O)

errechnet werden. In dieser Lenkregel-Gleichung stellt i,'_tserr den errechneten Geschoßkurs-Solhvert, i;',- den Geschoß-Zieldeckungskurs, ι/ν, den Peilwinkel Abschußstelle — Sc'-einziel und i/·,,, den Peilwinkel Abschußstelle — Geschoß dar.

Zur Ermittlung dieser Größen werden dem ersten Rechenaggregat I (Pos. 5) die Bewegungsgrößen v_f, y, der Abschußstelle, die Entfernung j,._c von der Ab-•ichußstelle zum Ziel, die Lage der Peillinie i_t\,_t Abschußstelle— Ziel und über ein Potentiometer4 z.B.

der vorgebbare Abstand 5_d Ziel — Scheinziel eingegeben. Mit Hilfe eines Sinussatzes

( ± ) s_sl sin (ι,·,. - i/V/) = ■*, c sin (ι,γ, - ι/',«) (2)

und einem Paar miteinander verkoppelter Differentialgleichungen

.V,_e = V₁, COS (l/r, - ι,·,,,) - V₁. COS (t/v - I/·,.,,) (3)

'/VjJ,.,, = v_c sin (ι,-,,- _Vl._e) -■ ν,, sin (ψ,,-- <_reii) (4)

berechnet dieses Rechenaggregat I au-· den ihm vorgegebenen Werten die gesuchten Werte v_e und v_e über die Bewegung des Ziels und die Lage ψ_(ί der Peillinie Abschußstelle — Scheinziel, wobei die Zieldaten v_t, i/'_c für das Recnenaggregat nur intern zur

Berechnung von ι,γ, notwendig bind. Der Abstand s_el Ziel— Scheinziel wird — wie bereits erwähnt — beispielsweise über ein Potentiometer 4 vorgegeben, und er wird so gewählt, daß das Scheinziel noch im Ansprcchbercich des Geschoß-Zielsuchkopfes liegt.

Das in Gleichung (2) in Klammern angegebene Minuszeichen vor J_t, ist für ein rückwärts verlegtes Schcinziel einzusetzen.

Es ist sodann ein zweites Rechenaggregat II (Pos. 6) vorgesehen, das aus den vorliegenden Be-.vegungsgrößen v_f, i/-_f der Abschußstelle und den Bewegung.sgrößen v„ ψ, des Geschosses mit Hilfe eines zweiten Paares miteinander verkoppelter Differentialgleichungen

s,., =·■ .', cos(i/', - ι/ν,) - V₁. cos (ι/ν - VVi) (5) VV( ir/ = ν, sin (ψ, - ι/ν,) - V₁, sin (>/'«, - Wi) (6)

die Länge s_c, und die Lage ψ_ιΊ e'er Peillinie Abschußstellc— Geschoß ermittelt.

Einem dritten Rechenaggregat (Rechner) III (Pos. 7) werden nunmehr die Bewegungsgrößen v_f, νV der Abschußstelle, die Geschoßgeschwindigkeit ν,, die von dem Rechenaggregat (Rechner) I ermittelte Lage ι/·,,, der Peillinie Abschußstelle — Scheinziel und deren zeitliche Ableitung i/v, und die vom Rechenaggregat (Rechner) II ermittelte Entfernung s_el Abschußstellc— Geschoß eingegeben. Mit den Gleichungen

+ arc sin

V(D

= v_e sin

+ VVi' ^set

ermittelt dieses dritte Rechenaggregat (Rechner) intern die Vertikalkomponente v,_v des Geschosses T (siehe Fig. 1) und unter Zuhilfenahme dieser Größe den Zieldeckungskurs v₍, des Geschosses.

Somit liegen alle für die Lenkregel-Gleichung

Vlserr = Ψίι + ^z {ψ,I ~ VVl)

erforderlichen Größen vor. Die von dem Rechenaggregat (Rechner) I ermittelte Peilrichtung i/vi ^untl die von dem Rechenaggregat (Rechner) II ermittelte Peilrichtung ψ_(Ι werden dem differenzbildenden Glied 8 zugeführt; anschließend wird diese Differenz (v'r/ ~ VVi) niit einem konstanten Faktor k_: in Position 9 multipliziert. Einem summebildenden Glied 10 wird sodann der von dem Rechenaggregat (Rechner) III errechnete Zieldeckungskurs ψ_Ι: des Geschosses und die Größe k_t {φ,, — ψ_(Ι) zugeführt, das dann an seinem Ausgang den errechneten Geschoß-Sollkurs \)>_ls„r abgibt. Dieser errechnete Geschoß-Sollkurs xf'tscrr und der Geschoß-Istkurs ψ,, beaufschlagen ihrerseits den Regler 2, dessen Regelabweichung t/'/s ·^η bekannter Weise die Regelstrecke 1, hier das Geschoß T, beeinflußt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ebenes Lenkverfahren für ferngelenkte Geschosse mit Zielsuchkopf nach dem Zieldeckungsprinzip, dadurch gekennzeichnet, daß das Geschoß (T) in ein vor oder hinter dem Ziel (G) in dessen jeweiliger Fortbewegungsrichtung liegendes Scheinziel (L) gelenkt wird, wobei das Scheinziel (L) innerhalb des Ansprechgebietes des Zielsuchkopfes liegt, und daß bei Erreichen des Scheinziels auf Eigenlenkung des Geschosses (T) umgeschaltet wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem geschlossenen Regelkreis, bestehend aus der Regelstrecke, die durch das auf Krängung cf, = 0 stabilisierte Geschoß gebildet wird, und einem vorgeschalteten Regler, dem der Geschoßkurs-Sollwert t,;_iirr zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Errechnung des Geschoßkurs-Sollwertes y,_Si,_rr nach der Lenkregel-Gleichung

Vtsrrr = V'rj + ^ki (ψ el ~ Ψ et)

über eine Rechneranordnung und summen- bzw. differenzenbildende Glieder erfolgt, wobei

ψ,, den Zieldeckungskurs des Geschosses,
i/V; den Peilwinkel Abschußstelle — Scheinziel,
i/',,, den Peilwinke¹ AbSC¹¹UBStClIe — Geschoß

und
k, und eine Konstante darstellt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rechneranordnung ein erstes Rechenaggregat (Rechner) I (Pos. 5) vorgesehen ist, das unter Anwendung des Sinussatzes

(±)s_g,sin(ψ, - y>_el) = s_eH sin (y>_e, - y>_eg)

und den beiden miteinander verkoppelten Differentialgleichungen:

wobei