EP0388515A1 - Auslösesensor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Auslösesensor für einen mit einem gerichteten Gefechtskopf ausgerüsteten Flugkörper. Zur rechtzeitigen Erfassung des Zieles und zur Berechnung des Auslösezeitpunktes sind am Umfang des Flugkörpers zwei Ringe mit jeweils einer Vielzahl von aktiven Laserentfernungsmessern vorgesehen.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Auslösesensor für den Gefechtskopf eines Flugkörpers, welcher an seinem Umfang mindestens zwei ringförmige Anord­nungen von mehreren optischen Aufnehmern aufweist, deren Erfassungsbe­reiche sich in Flugrichtung konisch öffnen.
• Derartige Flugkörper werden zur Bekämpfung anfliegender feindlicher Flugkörper eingesetzt. Aus der US-PS 3 942 446 ist ein Auslösesensor für den Gefechtskopf eines Flugkörpers, der die rechtzeitige Auslösung bei einem Zielvorbeiflug bewirken soll bekannt. Hierzu weist der Flugkörper vier Ringe mit jeweils mehreren Sensoren auf, bei denen sich die Erfas­sungsbereiche von zwei Sensoren in Flugrichtung konisch öffnen, während die anderen senkrecht zur Flugrichtung angeordnet sind. Neben dem hohen Aufwand aufgrund der vier notwenigen Sensorringe erscheint es weiterhin nachteilig, daß die Geschwindigkeit des zu bekämpfenden Zieles erst nach dem Durchstoßen des Erfassungsbereiches des letzten der vier Sensorringe ermittelt werden kann. Damit ist die Anwendung eines derartigen Auslöse­sensors für einen auf ein Ziel ausrichtbaren Gefechtskopf ausgeschlos­sen. Außerdem werden keine Hinweise auf die verwendete Art der Sensoren gegeben.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Auslösesensor für einen Gefechtskopf so auszubilden, daß ein Einsatz sowohl bei einem richtbaren Gefechtskopf als auch bei einem Splittergarbengefechtskopf möglich ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltun­gen ergeben sich aus den Kennzeichen der Unteransprüche.
• Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Auslösesensors sind der einfache Aufbau und die gleichzeitige Verwendbarkeit für gerichtete Ge­fechtsköpfe und Splittergarbengefechtsköpfe.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 einen Auslösesensor zur Bekämpfung von Flugzielen;
• Fig. 2 ein Blockschaltbild des Auslösesensors;
• Fig. 3 eine Anordnung von Doppellaserentfernungsmessern;
• Fig. 4 einen Ausschnitt der Sensoranordnung.
• Die Fig. 1 zeigt vereinfacht die Erfassungsbereiche E1, E2 und die Sensorringe R1, R2, die auf dem Mantel des Flugkörpers FK umlaufend angeordnet sind. Die Erfassungsbereiche E1,E2 öffnen sich konisch in Flugrichtung, wobei der rückwärtige Sensorring R2 einen etwas größeren Öffnungswinkel als der vordere Sensorring R1 aufweist, so daß sich die Erfassungsbereiche nicht schneiden.
• Hinter den Sensorringen R1, R2 ist im Flugkörper FK ein (nicht darge­stellter) Gefechtskopf angeordnet, der im Fall der Verwendung eines Splittergarben-Gefechtskopfes eine radial umlaufende Wirkrichtung W auf­weist. Wird jedoch ein ausrichtbarer Gefechtskopf eingesetzt, so kann die Wirkachse W jede Richtung in der in Fig. 1 gezeigten und durch die Strahlen W aufgespannten Ebene einnehmen.
• Jeder der Sensorringe R1, R2 besteht aus einer Vielzahl von einzelnen aktiven Laserentfernungsmessern, die derart angeordnet sind, daß sie die Erfassungsbereiche E1, E2 mittels gleichmäßig verteilter Einzel strahlen aufspannen.
• Für die geplante Einsatzsituation sind Laserentfernungsmesser mit einer Bündelung der Einzelstrahlen auf weniger als 3 mrad vorgesehen. Der gegenseitige Strahlabstand beträgt in einer Entfernung von 10 Metern vom Flugkörper etwa 30 Zentimeter. Hieraus ergibt sich eine Anzahl von 150 bzw. 90 Einzelstrahlern pro Sensorring R1, R2. Konstruktiv werden die Senderdioden, wie in Fig. 4 zu erkennen, zu Gruppen von jeweils 5 bzw. 3 Elementen zu einer Baueinheit zusammengefaßt. Zwischen diesen werden die gemeinsamen Empfangsoptiken EO für jeweils 5 bzw. 3 Empfangsdioden ED angeordnet. Die Sendedioden SD werden auf den Träger der Baueinheit vor­justiert. Sie sind mit zentrierenden Sammellinsen (sog. Selfoc-Linsen) ausgerüstet.
• Wenn eine besonders gute Auflösung gewünscht ist, können - wie in Fig. 3 dargestellt - die Sensorringe R1, R2 auch doppelt ausgeführt sein, wobei dann die Strahlen der Laserentfernungsmesser innerhalb jeweils eines Er­fassungsbereiches E1, E2 nahezu parallel ausgerichet sind.
• Gemäß einer anderen, nicht dargestellten, Ausführungsform des Flugkör­pers kann der Gefechtskopf ebensogut auch - in Flugrichtung gesehen - vor den Sensorringen R1, R2 angeordnet sein, da die nach vorne gerichteten Erfassungsbereiche E1, E2 in Verbindung mit der Entfernungsmessung eine wesentlich frühzeitigere Berechnung des Zündzeitpunktes erlauben als dies bei bisher bekannten Ausführungsformen von Flugkörpern möglich ist.
• In der Fig. 2 ist vereinfacht die Auswertung der Ausgangssignale a, b der Vielzahl von Laserentfernungsmessern LEM 1(a...n), LEM 2(a...n) dar­gestellt. Wenn ein Ziel mit der Flugbahn T wie in Fig. 1 gezeigt die Er­fassungsbereiche E1, E2 durchstößt, erzeugen die Laserentfernungsmesser, deren Strahl das Ziel trifft, Ausgangssignale a, b. Diese werden dem Koordinatenrechner KR1, KR2 und dem den Auslösezeitpunkt berechnenden Teil des Rechners A zugeleitet. Aus den gemessenen Richtungen werden im Koordinatenrechner die Entfernungen d1, d2 berechnet, die zusammen mit der Zeitdifferenz zwischen den einzelnen Durchstoßpunkten durch die Erfassungsbereiche E1, E2 die Flugbahn T des Zieles ergeben. Unter Be­rücksichtigung der Vorhaltezeit und der systembedingten Verzögerungs­zeiten wird schließlich in der Zündschaltung Z der optimale Auslösezeit­punkt bestimmt.
• Zur Vereinfachung der Signalverarbeitung ist es vorgesehen, die Laser­entfernungsmesser zu Gruppen zusammenzufassen und eine wirksame Rausch­unterdrückung bei den Ausgangssignalen der leerlaufenden Empfänger vor­zusehen. Schließlich ist es möglich, den Auslösesensor mit dem ohnehin im Flugkörper vorhandenen Suchkopf zu koppeln und dessen Signale für das Einschalten des Auslösesensors bei Annäherung an ein Ziel und für die Voreinweisung auf die zu erwartende Zielflugbahn zu verwenden.

Claims (6)

1. Auslösesensor für den Gefechtskopf eines Flugkörpers, welcher an seinem Umfang mindestens zwei ringförmige Anordnungen von mehreren opti­schen Aufnehmern aufweist, deren Erfassungsbereiche sich in Flugrichtung konisch öffnen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der Flugkörper (FK) weist an seinem Umfang zwei Ringe (R1, R2) mit jeweils einer Vielzahl von Laserentfernungsmessern (LEM 1(a..n), LEM 2(a...n) auf, deren scharf gebündelte Erfassungsbereiche (E1, E2) sich in Flugrichtung konisch divergierend öffnen.

b) die Ausgangssignale (a, b) der Laserentfernungsmesser (LEM 1, LEM 2) werden einem Rechner (KR1, KR2) zugeführt, der aus der jeweils ge­messenen Position (AZ, EL) und Entfernung (d1, d2) des Schnittpunk­tes der Flugbahn (T) eines vorbeifliegenden Zieles und des Strahles (E1, E2) eines Laserentfernungsmessers den Vektor (V) der Relativge­schwindigkeit zwischen Flugkörper und Ziel errechnet und aus der Lage des errechneten Durchstoßpunktes (D) dieses Vektors (V) durch die auf die Zielflugbahn gerichtete Wirkachse (W) des Gefechtskopfes den Auslösezeitpunkt (t) bestimmt.

2. Auslösesensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender- und Empfangsbauteile (SD, ED) mehrerer Laserentfernungsmesser als Gruppen zusammengefaßt sind.

3. Auslösesensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu­mindest jeweils die Gruppe der Empfangsbauteile (ED) eine gemeinsame Empfangsoptik (EO) aufweist.

4. Auslösesensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß in der Richtung des Erfassungsbereiches (E1, E2) eines Ringes von Laserentfernungsmessern jeweils ein weiterer Ring von Laser­entfernungsmessern mit nahezu parallelen Erfassungsbereichen (E11, E12, E21, E22) vorgesehen ist.

5. Auslösesensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Signalauswertung der empfangenen Laserentfernungsmes­sersignale gruppenweise zusammengefaßt erfolgt.

6. Auslösesensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Auslösesensor erst bei Annäherung an ein Ziel vom Suchkopf des Flugkörpers in die Bereit-Stellung geschaltet wird.

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