NL194448C

NL194448C - Geleidingsstelsel voor het geleiden van een doel-zoekende raket.

Info

Publication number: NL194448C
Application number: NL8701227A
Authority: NL
Original assignee: Aerospatiale Sociutu Nationale
Priority date: 1986-04-21
Filing date: 1987-05-22
Publication date: 2002-04-04
Also published as: FR2764402A1; GB2322751B; GB8711878D0; DE3720013C2; DE3720013A1; NL8701227A; DE3720013C5; US5826820A; FR2764402B1; NL194448B; BE1011815A5; GB2322751A; CA1340392C

Description

1 194448

Geleidingsstelsel voor het geleiden van een doel-zoekende raket

De uitvinding heeft betrekking op een geleidingsstelsel voor het naar een doel geleiden van een zich niet rond een as roterende raket voorzien van: een optisch systeem omvattend een optisch element met een 5 geringe traagheid welk systeem beelden vormt van het landschep waarin de raket zich verplaatst; een stelsel van fotogevoelige elementen voor het omzetten van de optische beelden in elektrische beeldsigna-len, welk stelsel van fotogevoelige elementen bestaat uit ten minste een rechte staaf van fotogevoelige elementen die in hoofdzaak loodrecht staat op de as van de raket; aftastmiddelen voor het aftasten van de staaf met de door het optische systeem opgewekte bundel, waarbij de aftastinrichting in hoofdzaak 10 loodrecht staat op de staaf; en een doel-detectie-inrichting, die het hoekbereik van het optisch element aanstuurt, zodanig dat na detectie van een doel het hoekbereik kleiner wordt, en de door de aftastmiddelen gerealiseerde frequentie toeneemt.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3.622.788. Het systeem is bedoeld voor een stationaire detectie vanaf de grond. De aftastspiegel wordt benut voor zowel het aftasten bij een 15 wijd bereik, als het aftasten bij een smaller bereik, waarbij de met in beide gevallen dezelfde spiegelsnelheid. Als detectieinrichting aan boord van een raket heeft genoemde inrichting nadelen. Een bezwaar is, dat één en dezelfde spiegelsnelheid voor een juiste raketgeleiding onvoldoende nauwkeurig is bij benadering van de raket, hoewel één en dezelfde spiegelsnelheid bij het smallere bereik leidt tot detectie met verhoogde frekwentie.

20 Het doel van de uitvinding is om dit bezwaar op te heffen.

Dit doel wordt bereikt door een inrichting van de in de aanhef vermelde soort, waarbij het optische systeem en het stelsel van fotogevoelige elementen zich aan boord van de raket bevinden en gyroscopisch zijn gestabiliseerd ten opzichte van de rest van de raket; waarbij de aftastmiddelen één van de stabilisatie-motoren van het optische systeem omvatten, zodat de aftasting vóór de detectie van het doel wordt 25 verkregen door het gezamenlijk relatief langzaam en met grote amplitude doen oscilleren van het optische systeem en het stelsel van fotogevoelige elementen rond de stabilisatie-as die evenwijdig is aan het stelsel; en waarbij de aftastmiddelen na de detectie van het doel in het optische systeem ondergebrachte optische element met geringe traagheid relatief snel en met kleine amplitude doet oscilleren rond een as, die verschilt van de stabilisatie-as en daar parallel aan is gelegen.

30 De optische kop, omvattende het optische systeem en het stelsel van fotogevoelige elementen volgens de uitvinding, is gyroscopisch gestabiliseerd ten opzichte van de rest van de raket, om te kunnen compenseren voor externe krachten zoals wind. Opgemerkt wordt, dat uit het Europese octrooischrift 0.099.769 op zichzelf bekend is, om zich aan boord van de raket bevindende middelen gyroscopisch te stabiliseren ten opzichte van de rest van de raket.

35 Vóór de detectie van het doel wordt de aftasting verkregen door het optische systeem en het stelsel van fotogevoelige elementen rond één van de stabilisatie-assen te oscilleren met behulp van een van de stabilisatiemotoren. De optische kop heeft echter met een relatief hoge massatraagheid, die slechts met relatief lage frequentie kan scannen. Wanneer de raket nabij het doel is, is een dergelijke lage frequentie niet hoog genoeg voor een precieze geleiding van de raket. Daarom wordt na detectie de aftasting 40 verkregen met behulp van een optisch element met een geringe traagheid dat ondergebracht is in het optische systeem, en dat roterend is bevestigd rond een as, die verschilt van de stabilisatie-as en daar parallel aan is gelegen. Daarbij wordt slechts een deel van de relatief zware optische kop benut, met relatief geringe massatraagheid, d.w.z. gyroscopisch gestabiliseerd optisch element, voor het aftasten van een kleiner bereik met een hogere frequentie. Door deze toepassing wordt een nauwkeuriger geleiding van de 45 raket verschaft bij nadering van de raket tot het doel.

In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt de aftasting vóór detectie verkregen door het draaien rond de stabilisatieslingeras.

Het kan eveneens van voordeel zijn verschillende staven toe te passen die parallel en naast elkaar gelegen zijn en gevoelig zijn voor verschillende golflengtes. Men kan derhalve multispectrale beelden 50 verkrijgen ten gunste van het detecteren van doelen. Opgemerkt wordt, dat het verkrijgen van multispectrale beelden op zich bekend is uit het Britse octrooischrift 2.101.352.

De uitvinding zal onderstaand aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en onder verwijzing naar de tekening nader worden uiteengezet. Hierin toont: 55 figuur 1 een toepassing van het onderhavige geleidingsmiddel op een anti-tank raket; figuur 2 een vereenvoudigd schema van het geleidingssysteem; figuur 3 een schematisch aanzicht van de optische kop van het systeem van figuur 2; 194448 2 figuur 4 een bovenaanzicht van figuur 1 die het functioneren van het geleidingssysteem van figuur 2 weergeeft; figuur 5 een schema van de wijze waarop het onderhavige systeem kan zijn uitgevoerd.

5 In figuur 1 is een raket weergegeven waarvan de longitudinale as 2 het vluchttraject voorstelt na het lanceren van de raket door een afvuurpost 3, in de vermoedelijke richting van een doel 4. Het doel 4 verplaatst zich in het landschap, waarin alleen een boom 5 is aangegeven en waarbij het traject van de raket wordt bestuurd door commandoroeren 6.

In het voorste gedeelte van de raket 1 (zie figuur 2) is achter een radoom 7, een optische kop 8 10 aanwezig welke kop een optisch systeem 9 omvat en een staaf 10 van fotogevoelige elementen, van het iadingsoverdrachttype, omvattende een groot aantal op één rij geplaatste fotogevoelige elementen. In het voorbeeld van figuur 2 is aangenomen dat deze staaf 10 verticaal is geplaatst.

Het optische systeem 9 en de staaf 10 van de optische kop 8 zijn ondergebracht in een met de raket 1 verbonden gemeenschappelijk omhulsel 11 en wel zodanig dat deze tegelijk kan roteren rond een verticale 15 as 12 en een horizontale as 13, en loodrecht staan op de as van de raket 1. De optische as 14 en de optische kop 8 zijn derhalve draaibaar ten opzichte van de vertikale slingeras 12 en de horizontale stampas 13.

Zoals te zien in figuur 3, worden de rotaties van het omhulsel 11 (en dus van de optische kop 8) rond de assen 12 en 13 respectievelijk verkregen door tussenkomst van een slingermotor 15 en een stampmotor 16. 20 De koppelingen van het omhulsel 11 op de constructie van de raket 1 kunnen van elk geschikt type zijn en zijn verder niet weergegeven.

In het inwendige van het omhulsel 11 is nog een dubbele slinger en stampgirometer 17 aangebracht die geschikt is voor het besturen van de motoren 15 en 16, zoals onderstaand nader zal worden uiteengezet.

Het optische systeem 9 (zie figuur 2) omvat een primaire concave spiegel 18 waarvan de as samenvalt 25 met de optische as 14 (in figuur 2 wordt de optische as 14 verondersteld samen te vallen met de as 2 van de raket 1). Het centrale gedeelte van de primaire spiegel 18 is voorzien van een doorboring 19 en aan de zijde van de convexiteit van deze spiegel is een objectief 20 geplaatst waarvan het brandpunt op de staaf 10 is gelegen. Aan de andere kant van de convexiteit van de primaire spiegel is een secundaire spiegel 21 geplaatst die rond een vertikale as 22 kan oscilleren (derhalve parallel aan de staaf 10 en de as 12), met 30 behulp van een motor 23, bijvoorbeeld door tussenkomst van een bewegend rondsel en wormschroef.

De elementen van het optische systeem 9 zijn zodanig geplaatst dat de parallelle lichtbundel 23a afkomstig van bijvoorbeeld het doel 4 de primaire spiegel 18 bereikt, welke spiegel de bundel reflecteert in de richting van de secundaire spiegel 21 die vervolgens de bundel richt op het objectief 22 via de opening 19. Het is duidelijk dat wanneer de motor 23 de secundaire spiegel 21 rond zijn verticale as 22 oscilleert de 35 bundel die het objectief 20 verlaat de staaf 10 aftast.

Het is duidelijk dat de radoom 7 transparant is voor de straling waarvoor de staaf 10 gevoelig is.

De staaf 10 wordt op de gebruikelijke wijze bestuurd door een verwerkingsinrichting 24. Deze inrichting 24 is via een verbinding 25 verbonden met een elektronische besturingsinrichting 26 die hetzij aan boord van de raket 1 kan zijn ondergebracht hetzij geplaatst is bij de afvuurpost 3. De besturingsinrichting 26 40 bestuurt enerzijds de roeren 6 van de raket 1 (verbinding 27) en anderzijds de motoren 15,16 en 23 (respectievelijke verbindingen 28, 29 en 30). Verder ontvangt de besturingsinrichting 26 informatie van gyroscoop 17 via een verbinding 31. In het geval waarin de inrichting 26 niet aan boord van de raket is geplaatst kunnen de verbindingen 25, 30 en 31 van elk geschikt type zijn (draden, microgolven, licht, etc.).

Opgemerkt wordt dat de besturingsinrichting 26 niet alleen stabiliseert, maar op de optische as 14 45 oriënteert ten opzichte van de as 2 van de raket 1, met behulp van de motoren 15 en 16.

De werking van de onderhavige inrichting wordt hieronder nader besproken aan de hand van figuur 4.

Wanneer de raket in zijn waaktoestand is, dat wil zeggen dat hij tijdens zijn vlucht een doel zoekt, blokkeert de inrichting 26 de spiegel 21 in zijn positie die loodrecht staat op de optische as 14 en bestuurt de stilstand van de motor 23. Daarentegen bestuurt hij de slingermotor 15 op zijn werking, zodat de 50 optische kop 8 oscilleert rond de slingeras 12. De slingering rond de as 12 is relatief langzaam en omvat een groot optisch veld C. Het resultaat is een aftasting die correspondeert met de staaf 10 en waarbij de inrichting 24 horizontale beelden zeer langdurig levert maar zich betrekkelijk langzaam vernieuwt.

Nadat tijdens deze lange en langzame verkenning de inrichting 26 het doel 4 detecteert, wordt de aftasting gemodificeerd. De inrichting 26 bestuurt het stoppen van de motor 15 en stelt de motor 23 in 55 werking, teneinde de optische kop 8 vast te zetten of zeer langzaam te bewegen teneinde de optische as 14 in de richting van het doel te houden al naargelang de vooruitgang van de raket 1, waarbij de spiegel 21 zeer snel oscilleert rond zijn verticale as 22 met een kleine amplitude.

Claims

3 194448 De staaf 10 en de inrichting 24 leveren derhalve de horizontale beelden minder langdurig, maar met een toegenomen frequentie, die correspondeert met een kleiner veld c. De geleiding van de raket 1 naar het doel 4 kan dus zeer precies zijn. In figuur 5 is een elektronische schakeling weergegeven van de inrichting volgens figuur 2. 5 De verwerkingsinrichting 24 voor de staaf 10 omvate en elektronische keten 32 bestemd voor het besturen van de staaf, een keten 23 voor het formeren van de beelden die door de staaf 10 zijn afgetast, hetzij door de secundaire spiegel 21, (hetzij door oscillatie van de optische kop rond de slingeras 12) en een geheugen 34 voor het daarin tijdelijk opslaan van de beelden. Deze beelden worden toegevoegd aan een doel-detector 35 die deel uitmaakt van de besturingsinrichting 26, die voorzien is van een inrichting 36 10 voor het automatisch volgen van het doel, een inrichting 37 voor het verwerken van de geleidingsop-drachten van de raket met behulp van de roeren 6, een inrichting 38 voor het stabiliseren van de optische kop 8 en elektronische informatie-inrichting 39, van bijvoorbeeld het microprocessortype. Verder kan voorzien zijn in een slingergyroscoop 40 die informatie levert aan de inrichting 37 die eveneens informatie ontvangt afkomstig van de inrichtingen 36 en 38 en de orders ontvangt van de inrichting 39. 15 Tijdens het bewaken, is de geleiding van de raket 1 verzekerd door de inrichting 37 onder besturing van de inrichting 39 en houdt rekening met de informatie van de gyroscopen 17 en 40. Bovendien worden de frequentere beelden en het grotere veld geadresseerd aan de doelsdetector 35 die terwijl deze geen enkele doel herkent, zijn overeenkomstige informatie adresseert aan de inrichting 39. Deze houdt de motor 23 in stilstand, maar stelt de inrichting 38 in werking teneinde de motor 15 van de optische kop 8 in rotatie te 20 brengen. Wanneer de detector 35 een doel herkent, zorgt deze ervoor dat de inrichting 39 de oscillaties van de aftasting rond de as 12 stopzet en de motor 23 sneller laat oscilleren met een kleinere amplitude; bovendien zorgt de detector 35 ervoor dat de inrichting voor het automatisch volgen 36 wordt ontkoppeld welke inrichting onder besturing van de inrichting 39 zijn opdrachten overbrengt aan de inrichting 37 voor het 25 daarin verwerken van de geleidingsopdrachten. De inrichting 36 ontvangt eveneens de beelden van de inrichting 24 zodat men zeker kan zijn dat de geleiding van de raket 1 plaatsvindt totaan het contact met het doel 4. 30 Conclusies

1. Geleidingsstelsel voor het naar een doel geleiden van een zich niet rond een as roterende raket voorzien van: - een optisch systeem omvattend een optisch element met een geringe traagheid welk systeem beelden 35 vormt van het landschap waarin de raket zich verplaatst; - een stelsel van fotogevoelige elementen voor het omzetten van de optische beelden in elektrische beeldsignalen, welk stelsel van fotogevoelige elementen bestaat uit ten minste een rechte staaf van fotogevoelige elementen die in hoofdzaak loodrecht staat op de as van de raket; - aftastmiddelen voor het aftasten van de staaf met de door het optische systeem opgewekte bundel, 40 waarbij de aftastinrichting in hoofdzaak loodrecht staat op de staaf; en - een doel-detectie-inrichting, die het hoekbereik van het optisch element aanstuurt, zodanig dat na detectie van een doei het hoekbereik kleiner wordt, en de door de aftastmiddelen gerealiseerde frequentie toeneemt, met het kenmerk, dat 45. het optische systeem en het stelsel van fotogevoelige elementen zich aan boord van de raket bevinden en gyroscopisch zijn gestabiliseerd ten opzichte van de rest van de raket; dat de aftastmiddelen één van de stabilisatiemotoren van het optische systeem omvatten, zodat de aftasting vóór de detectie van het doel wordt verkregen door het gezamenlijk relatief langzaam en met grote amplitude doen oscilleren van het optische systeem en het stelsel van fotogevoelige elementen 50 rond de stabilisatie-as die evenwijdig is aan het stelsel; - en dat de aftastmiddelen na de detectie van het doel in het optische systeem ondergebrachte optische element met geringe traagheid relatief snel en met kleine amplitude doét oscilleren rond een as, die verschilt van de stabilisatie-as en daar parallel aan is gelegen.

2. Geleidingsstelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de aftasting vóór detectie wordt verkregen 55 door het draaien rond de stabilisatieslingeras. 194448 4

3. Geleidingsstelsel volgens één der conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat het stelsel van fotogevoelige elementen bestaat uit een aantal staven die parallel naast elkaar zijn gelegen en gevoelig zijn voor verschillende golflengten. Hierbij 4 bladen tekening !