EP0535330A1 - Einrichtung zur Freigabe der Kühlmittelzufuhr in einem Flugkörper - Google Patents

Einrichtung zur Freigabe der Kühlmittelzufuhr in einem Flugkörper Download PDF

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EP0535330A1 EP92113386A EP92113386A EP0535330A1 EP 0535330 A1 EP0535330 A1 EP 0535330A1 EP 92113386 A EP92113386 A EP 92113386A EP 92113386 A EP92113386 A EP 92113386A EP 0535330 A1 EP0535330 A1 EP 0535330A1
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missile
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bistable circuit
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Horst Radscheidt
Hubert Peter Lehr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
    • F41G7/007—Preparatory measures taken before the launching of the guided missiles

Definitions

  • the invention relates to a device for releasing the supply of coolant to a cooler for the detector of an optical viewfinder in a missile, which is arranged in a launching device attached to an aircraft.
  • captive means are provided for capturing the movable viewfinder optics, which can be unlocked via a control line led from the cockpit of the aircraft to the launching device for target tracking before the missile is deployed.
  • Target-seeking missiles are known. Such missiles contain an optical viewfinder which detects targets and provides control signals through which the missile is guided to the target.
  • the optical viewfinder generally sits on a gyro rotor and is thus decoupled from the movements of the missile.
  • the gyro rotor is gimbal-mounted and so far movable relative to the cell of the missile, so that it can be aimed at a goal.
  • An example of such an optical viewfinder is shown in DE-C-3 623 343.
  • the missiles are usually held in a launcher.
  • the starter is located on an aircraft, usually under the wings.
  • the viewfinder contains a detector which responds to infrared radiation.
  • the sensitivity of such detectors strongly depends on their temperature. It is known to cool optical viewfinder detectors to increase sensitivity and reduce noise.
  • the invention has for its object to provide a device for releasing the coolant supply to a cooler for the detector of an optical viewfinder in a missile, which is arranged in a starting device on an aircraft, so that an additional control line for this release can be omitted.
  • the invention is based on the object of making older starting devices which do not contain a separate control line for cooling the detector suitable for use with missiles in which the detector is cooled by means of a Joule-Thomson cooler.
  • the invention is based on the knowledge that the viewfinder must be detached for target acquisition and tracking only when the detector is sufficiently cooled. Before that, the detector is too insensitive anyway. As a result, the coolant supply is definitely released before releasing the restraint.
  • the control line for the bondage can therefore be used to transmit a short signal to release the coolant supply.
  • This short signal sets the bistable circuit. This opens the valve. This state is not changed by further signals on the control line.
  • 10 denotes a cockpit of an aircraft 12.
  • a starting device 14 is attached to the aircraft.
  • the launch device 14 contains a missile 16.
  • the missile 16 is provided with a viewfinder 18.
  • the viewfinder 18 includes a detector 20.
  • the detector is cooled by a cooler 22 in the form of a Joule-Thomson cooler.
  • the cooler 22 receives a coolant from a coolant tank 24 via a controllable valve 26 and a line 28.
  • a control line 30 emerges from the cockpit 10 of the aircraft 12, through which the missile can be launched.
  • a control line 32 goes from an actuator 34 arranged in the cockpit 10 to the starting device 14.
  • a relay 36 is arranged in the starting device 14.
  • the relay 36 has a normally closed contact 38.
  • Two lines 40 and 42 are connected to one another via this normally closed contact 38.
  • the lines 40 and 42 form part of a captive circuit with a current source 44 and captive means 46.
  • the normally closed contact 38 is closed, the two lines 40 and 42 are at the same potential at a terminal of the current source 44.
  • the captive circuit is then closed and the captive means 46 keep the viewfinder optics in a fixed position.
  • the relay 36 is excited by a signal on the control line 32. Contact 38 opens. This loosens the viewfinder optics.
  • the potential of the line 42 changes.
  • the line 42 is now connected to the other terminal of the current source via the restraining means 46 and is separated from the line 40.
  • the line 42 is connected to a plug 48 which establishes a connection to the seeker head 18 of the missile 16.
  • the plug 48 contains a bistable circuit 50. This circuit 50 is shown in detail in FIG.
  • the circuit 50 is a flip-flop with two N-channel MOSFET transistors 52 and 54.
  • the drain of the N-channel MOSFET transistor 52 is connected via a resistor 56 to a supply voltage of 25 volts, which is supplied via a line 58.
  • the source of the N-channel MOSFET transistor 52 is connected to the line 42 via a diode 60.
  • the drain of the N-channel MOSFET transistor 54 is connected in series via two resistors 62 and 64 to line 58 and thus to the supply voltage.
  • the source of the N-channel MOSFET transistor 54 is grounded.
  • the drain of the N-channel MOSFET transistor 52 is also connected via a resistor 66 to the gate of the N-channel MOSFET transistor 54.
  • the gate of the N-channel MOSFET transistor 54 is connected to ground via a resistor 68 and a capacitor 70 connected in parallel therewith.
  • the drain of the N-channel MOSFET transistor 54 is connected to the gate of the N-channel MOSFET transistor 52 via a resistor 72.
  • the gate of the N-channel MOSFET transistor 52 is also connected to ground via a zener diode 74.
  • connection point between resistors 62 and 64 is connected to the gate of a P-channel MOSFET transistor 76.
  • the source of the P-channel MOSFET transistor 76 is connected to line 58 and is thus connected to the supply voltage.
  • the drain of the N-channel MOSFET transistor 76 is connected to ground via a diode 78.
  • the drain of the N-channel MOSFET transistor 76 is connected to a control line 82 via a diode 80.
  • control line 82 is led to the valve 26 designed as a solenoid valve.
  • the bistable circuit is in a first switching state in which the P-channel MOSFET transistor 76 is blocked. No signal then appears on the control line 82. The valve 26 is closed.
  • the relay 36 is briefly energized by actuating the actuator 34 via the control line 32.
  • the normally closed contact 38 opens.
  • the potential of the line 42 changes accordingly briefly.
  • the bistable circuit 50 is set to its other switching state.
  • the P-channel MOSFET transistor 76 becomes conductive. This connects control line 82 to line 58 and sets it to 25 volts.
  • the valve 26 is opened via the control line 82. Coolant, typically compressed air, flows to the cooler 22. The cooler cools the detector 20 to the required low temperature. This reduces noise and increases the sensitivity of the detector. The pilot recognizes this by the decreasing noise in the "Missile Audio" signal.
  • the relay 36 can be continuously excited by continuous actuation of the actuator 34.
  • the normally closed contact 38 also constantly opens and releases the Restraining the viewfinder optics by turning off the restraining means 46.
  • this switchover no longer has any influence on the switching state of the bistable circuit 50. Accordingly, the valve 26 also remains open for the coolant.
  • a single control line 32 is thus used for two circuits, namely the release of the coolant supply to the cooler 22 and the switching on and off of the captive means 46 for the viewfinder optics.
  • missiles with Joule-Thomson cooling of the detector can also be used with launch devices that do not have a separate control line for releasing the coolant.

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Abstract

Zur Freigabe der Kühlmittelzufuhr zu einem Kühler (22) für den Detektor (20) eines optischen Suchers (18) in einem Flugkörper (16), der in einer an einem Flugzeug (12) angebrachten Startvorrichtung (14) angeordnet ist, wobei Fesselmittel (46) zur Fesselung der beweglichen Sucheroptik des Suchers (18) vorgesehen sind, die zur Zielverfolgung vor dem Einsatz des Flugkörpers (16) über eine vom Cockpit (10) des Flugzeugs (12) zur Startvorrichtung (14) geführte Steuerleitung (32) entriegelbar sind, ist flugkörperseitig von der Steuerleitung (32) eine bistabile Schaltung (50) vorgesehen, welche durch ein Entriegelungssignal für die Fesselmittel (46) auf der besagten Steuerleitung (32) in einen aktivierten Zustand setzbar ist und in diesem Zustand verbleibt. Durch diese bistabile Schaltung (50) ist in deren aktiviertem Zustand ein die Kühlmittelzufuhr zu dem Kühler (22) beherrschendes Ventil (26) aufsteuerbar. Auf diese Weise können durch eine Steuerleitung zwei Funktionen erfüllt werden. <IMAGE>

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Freigabe der Kühlmittelzufuhr zu einem Kühler für den Detektor eines optischen Suchers in einem Flugkörper, der in einer an einem Flugzeug angebrachten Startvorrichtung angeordnet ist,
    wobei Fesselmittel zur Fesselung der beweglichen Sucheroptik des Suchers vorgesehen sind, die zur Zielverfolgung vor dem Einsatz des Flugkörpers über eine vom Cockpit des Flugzeugs zur Startvorrichtung geführte Steuerleitung entriegelbar sind.
    • Zugrundeliegender Stand der Technik
  • Es sind zielsuchende Flugkörper bekannt. Solche Flugkörper enthalten einen optischen Sucher, der Ziele erfaßt und Steuersignale liefert, durch welche der Flugkörper zu dem Ziel geführt wird. Der optische Sucher sitzt im allgemeinen auf einem Kreiselrotor und ist auf diese Weise von den Bewegungen des Flugkörpers entkoppelt. Der Kreiselrotor ist kardanisch gelagert und insoweit beweglich relativ zu der Zelle des Flugkörpers, so daß er auf ein Ziel ausgerichtet werden kann. Ein Beispiel für einen solchen optischen Sucher zeigt die DE-C-3 623 343.
  • Die Flugkörper sind üblicherweise in einer Abschußvorrichtung (Launcher) gehaltert. Die Startvorrichtung sitzt an einem Flugzeug, üblicherweise unter den Tragflächen.
  • Es ist bekannt, solche Sucher vor dem Abschuß des Flugkörpers und der diesem vorausgehenden Zielverfolgung an eine feste Ausgangslage zu fesseln. Diese Fesselung wird über eine Steuerleitung vom Cockpit des Flugzeuges aus gelöst, wenn der Flugkörper für die Zielverfolgung und den Abschuß bereitgemacht werden soll.
  • Solche Sucher sprechen im allgemeinen auf infrarote Strahlung an, die von dem Ziel ausgesandt wird. Der Sucher enthält dazu einen auf infrarote Strahlung ansprechenden Detektor. Die Empfindlichkeit solcher Detektoren hängt stark von deren Temperatur ab. Es ist bekannt, Detektoren für optische Sucher zu kühlen, um die Empfindlichkeit zu erhöhen und Rauschen zu vermindern.
  • Es ist hierbei bekannt, die Kühlung durch Peltier-Elemente vorzunehmen. Die Kühlwirkung solcher Peltier-Elemente ist jedoch begrenzt. Es sind daher für diese Zwecke Kühler bekannt, die unter Ausnutzung des Joule-Thomson-Effektes mit der Entspannung von Druckgas arbeiten. Ein Beispiel für einen solchen Kühler ist in der DE-A-3 611 206 beschrieben.
  • Dabei ist es erforderlich, vor der Zielauffassung die Zufuhr von Kühlmittel zu dem Kühler freizugeben. Dies kann über eine weitere Steuerleitung erfolgen, durch welche ein Ventil für das Kühlmittel aufgesteuert wird. Eine solche zweite Steuerleitung erfordert zusätzlichen Aufwand. In vielen Fällen, bei denen Startvorrichtungen für ältere Modelle von Flugkörpern ohne Joule-Thomson-Kühlung des Detektors eingerichtet sind, ist eine solche zweite Steuerleitung gar nicht vorhanden.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Freigabe der Kühlmittelzufuhr zu einem Kühler für den Detektor eines optischen Suchers in einem Flugkörper, der in einer Startvorrichtung an einem Flugzeug angeordnet ist, so auszubilden, daß eine zusätzliche Steuerleitung für diese Freigabe entfallen kann.
  • Speziell liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ältere Startvorrichtungen, die keine gesonderte Steuerleitung für die Kühlung des Detektors enthalten, zur Verwendung mit Flugkörpern geeignet zu machen, bei denen eine Kühlung des Detektors mittels eines Joule-Thomson-Kühlers erfolgt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
    • (a) flugkörperseitig von der Steuerleitung eine bistabile Schaltung vorgesehen ist, welche durch ein Entriegelungssignal für die Fesselmittel auf der besagten Steuerleitung in einen aktivierten Zustand setzbar ist und in diesem Zustand verbleibt, und
    • (b) durch diese bistabile Schaltung in deren aktiviertem Zustand ein die Kühlmittelzufuhr zu dem Kühler beherrschendes Ventil aufsteuerbar ist.
  • Auf diese Weise wird eine Signalleitung, die sowieso vorhanden ist, für die Freigabe der Kühlmittelzufuhr zu dem Kühler ausgenutzt. Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, daß die Fesselung des Suchers für die Zielauffassung und Verfolgung erst dann gelöst zu werden braucht, wenn der Detektor ausreichend gekühlt ist. Vorher ist der Detektor sowieso zu unempfindlich. Infolgedessen wird die Kühlmittelzufuhr auf jeden Fall vor dem Lösen der Fesselung freigegeben. Die Steuerleitung für die Fesselung kann daher benutzt werden, um ein kurzes Signal zur Freigabe der Kühlmittelzufuhr zu übertragen. Die damit verbundene kurzzeitige Aufhebung der Fesselung hat keine nachteiligen Folgen. Dieses kurze Signal setzt die bistabile Schaltung. Diese steuert das Ventil auf. An diesem Zustand ändert sich durch weitere Signale auf der Steuerleitung nichts.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • Fig.1
    zeigt schematisch ein Flugzeugcockpit mit einer Startvorrichtung, einem Flugkörper und den Verbindungsleitungen, wobei der Lenk- und Steuerteil mit dem Detektor und dem Kühlmittelbehälter und dem Ventil für das Kühlmittel vergrößert herausgezeichnet ist.
    Fig.2
    zeigt die Ansteuerung der Fesselmittel, durch welche die Sucheroptik an eine Mittellage gefesselt werden kann.
    Fig.3
    zeigt im einzelnen die bistabile Schaltung zum Aufsteuern des Ventils für das Kühlmittel.
    Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • In Fig.1 ist mit 10 ein Cockpit eines Flugzeugs 12 bezeichnet. An dem Flugzeug ist eine Startvorrichtung 14 angebracht. Die Startvorrichtung 14 enthält einen Flugkörper 16. Der Flugkörper 16 ist mit einem Sucher 18 versehen. Der Sucher 18 enthält einen Detektor 20. Der Detektor ist durch einen Kühler 22 in Form eines Joule-Thomson-Kühlers gekühlt. Der Kühler 22 erhält ein Kühlmittel aus einem Kühlmittelbehälter 24 über ein steuerbares Ventil 26 und eine Leitung 28.
  • Vom Cockpit 10 des Flugzeugs 12 geht eine Steuerleitung 30 aus, durch welche der Flugkörper gestartet werden kann. Eine Steuerleitung 32 geht von einem im Cockpit 10 angeordneten Betätigungsglied 34 zur Startvorrichtung 14.
  • Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, ist in der Startvorrichtung 14 ein Relais 36 angeordnet. Das Relais 36 weist einen Ruhekontakt 38 auf. Über diesen Ruhekontakt 38 sind zwei Leitungen 40 und 42 miteinander verbunden. Die Leitungen 40 und 42 bilden einen Teil eines Fesselkreises mit einer Stromquelle 44 und Fesselmitteln 46. Wenn der Ruhekontakt 38 geschlossen ist, liegen die beiden Leitungen 40 und 42 auf gleichem Potential an einer Klemme der Stromquelle 44. Der Fesselkreis ist dann geschlossen und die Fesselmittel 46 halten die Sucheroptik in einer festen Ausgangslage. Durch ein Signal auf der Steuerleitung 32 wird das Relais 36 erregt. Der Kontakt 38 öffnet. Dadurch wird die Fesselung der Sucheroptik gelöst. Dabei ändert sich das Potential der Leitung 42. Die Leitung 42 ist nun über die Fesselmittel 46 mit der anderen Klemme der Stromquelle verbunden und von der Leitung 40 getrennt.
  • Die Leitung 42 ist mit einem Stecker 48 verbunden, der eine Verbindung zu dem Suchkopf 18 des Flugkörpers 16 herstellt. Der Stecker 48 enthält eine bistabile Schaltung 50. Diese Schaltung 50 ist in Fig.3 im einzelnen dargestellt.
  • Die Schaltung 50 ist ein Flipflop mit zwei N-Kanal MOSFET-Transistoren 52 und 54. Das Drain des N-Kanal MOSFET-Transistors 52 liegt über einen Widerstand 56 an einer Versorgungsspannung von 25 Volt, die über eine Leitung 58 zugeführt wird. Die Source des N-Kanal MOSFET-Transistors 52 ist über eine Diode 60 mit der Leitung 42 verbunden. Das Drain des N-Kanal MOSFET-Transistors 54 liegt über die Reihenschaltung zweier Widerstände 62 und 64 an der Leitung 58 und damit an der Versorgungsspannung. Die Source des N-Kanal MOSFET-Transistors 54 liegt an Masse. Das Drain des N-Kanal MOSFET-Transistors 52 ist weiterhin über einen Widerstand 66 mit dem Gate des N-Kanal MOSFET-Transistors 54 verbunden. Weiterhin ist das Gate des N-Kanal MOSFET-Transistors 54 über einen Widerstand 68 und einen dazu parallelgeschalteten Kondensator 70 mit Masse verbunden. Das Drain des N-Kanal MOSFET-Transistors 54 ist über einen Widerstand 72 mit dem Gate des N-Kanal MOSFET-Transistors 52 verbunden. Das Gate des N-Kanal MOSFET-Transistors 52 ist weiterhin über eine Zenerdiode 74 mit Masse verbunden.
  • Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 62 und 64 ist mit dem Gate eines P-Kanal MOSFET-Transistors 76 verbunden. Die Source des P-Kanal MOSFET-Transistors 76 ist mit der Leitung 58 verbunden und liegt so an der Versorgungsspannung. Das Drain des N-Kanal MOSFET-Transistors 76 ist über eine Diode 78 mit Masse verbunden. Außerdem liegt das Drain des N-Kanal MOSFET-Transistors 76 über eine Diode 80 an einer Steuerleitung 82.
  • Wie aus Fig.1 ersichtlich ist, ist die Steuerleitung 82 zu dem als Magnetventil ausgebildeten Ventil 26 geführt.
  • Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:
    Im Ruhezustand, also vor Aktivierung der Kühlung oder des Suchers ist das Relais 36 abgefallen, der Kontakt 38 ist geschlossen. Die Leitung 42 ist auf dem Potential der Leitung 40.
  • In diesem Fall ist die bistabile Schaltung in einem ersten Schaltzustand, in welchem der P-Kanal MOSFET-Transistor 76 gesperrt ist. Auf der Steuerleitung 82 erscheint dann kein Signal. Das Ventil 26 ist geschlossen.
  • Wenn der Flugkörper für den Abschuß vorbereitet werden soll, dann wird durch Betätigen des Betätigungsgliedes 34 über die Steuerleitung 32 das Relais 36 kurzzeitig erregt. Dadurch öffnet der Ruhekontakt 38. Das Potential der Leitung 42 ändert sich entsprechend kurzzeitig. Durch diese Änderung wird die bistabile Schaltung 50 in ihren anderen Schaltzustand gesetzt. Der P-Kanal MOSFET-Transistor 76 wird leitend. Dadurch wird die Steuerleitung 82 mit der Leitung 58 verbunden und auf 25 Volt gesetzt. Über die Steuerleitung 82 wird das Ventil 26 geöffnet. Es strömt Kühlmittel, üblicherweise Druckluft, zu dem Kühler 22. Der Kühler kühlt den Detektor 20auf die erforderliche niedrige Temperatur ab. Damit wird das Rauschen vermindert und die Empfindlichkeit des Detektors erhöht. Der Pilot erkennt dies an dem abnehmenden Rauschen im "Missile Audio"- Signal.
  • Anschließend kann durch Dauerbetätigung des Betätigungsgliedes 34 das Relais 36 ständig erregt werden. Dadurch öffnet der Ruhekontakt 38 ebenfalls ständig und löst die Fesselung der Sucheroptik, indem die Fesselmittel 46 abgeschaltet werden. Diese Umschaltung hat jedoch keinen Einfluß mehr auf den Schaltzustand der bistabilen Schaltung 50. Dementsprechend bleibt auch das Ventil 26 für das Kühlmittel geöffnet.
  • Es wird somit eine einzige Steuerleitung 32 für zwei Schaltungen, nämlich die Freigabe der Kühlmittelzufuhr zum Kühler 22 und die Ein- und Abschaltung der Fesselmittel 46 für die Sucheroptik ausgenutzt. Dadurch können Flugkörper mit Joule-Thomson-Kühlung des Detektors auch mit Startvorrichtungen verwendet werden, die keine gesonderte Steuerleitung zur Freigabe des Kühlmittels aufweisen.

Claims (1)

  1. Einrichtung zur Freigabe der Kühlmittelzufuhr zu einem Kühler (22) für den Detektor (20) eines optischen Suchers (18) in einem Flugkörper, der in einer an einem Flugzeug (12) angebrachten Startvorrichtung (14) angeordnet ist,

    wobei Fesselmittel (46) zur Fesselung der beweglichen Sucheroptik des Suchers vorgesehen sind, die zur Zielverfolgung vor dem Einsatz des Flugkörpers über eine vom Cockpit (10) das Flugzeugs (12) zur Startvorrichtung (14) geführte Steuerleitung (32) entriegelbar sind,

    dadurch gekennzeichnet, daß
    (a) flugkörperseitig von der Steuerleitung (32) eine bistabile Schaltung (50) vorgesehen ist, welche durch ein Entriegelungssignal für die Fesselmittel (46) auf der besagten Steuerleitung (32) in einen aktivierten Zustand setzbar ist und in diesem Zustand verbleibt, und
    (b) durch diese bistabile Schaltung (50) in deren aktiviertem Zustand ein die Kühlmittelzufuhr zu dem Kühler (22) beherrschendes Ventil (26) aufsteuerbar ist.
EP92113386A 1991-09-21 1992-08-06 Einrichtung zur Freigabe der Kühlmittelzufuhr in einem Flugkörper Expired - Lifetime EP0535330B1 (de)

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ES (1) ES2081530T3 (de)
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