NO338653B1

NO338653B1 - Search head with inside pivot loop system

Info

Publication number: NO338653B1
Application number: NO20054941A
Authority: NO
Inventors: Hagen Kempas
Original assignee: Diehl Bgt Defence Gmbh & Co Kg
Priority date: 2003-03-29
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2016-09-26
Also published as: EP1608931A1; DE10313136A1; NO20054941D0; NO20054941L; WO2004088237A1; DE10313136B4; EP1608931B1

Description

Oppfinnelsen vedrører et søkerhode med en rulleakse og et innvendig bikke-slingrekardangsystem inneholdende en indre kardangramme som for en første kardangakse er svingbart lagret ved en lagerstruktur, og en ytre kardangramme som bærer et søker-system til søkerhodet, og som for en andre svingeakse loddrett i forhold til den første er svingbart lagret på den indre kardangrammen. The invention relates to a seeker head with a rolling axis and an internal oscillating gimbal system containing an inner gimbal frame which for a first gimbal axis is pivotally supported by a bearing structure, and an outer gimbal frame which carries a seeker system to the seeker head, and which for a second pivot axis vertically in relative to the first is pivotally mounted on the inner gimbal frame.

Slike søkerhoder anvendes spesielt i målforfølgende prosjektiler. Et optisk system som søkersystem frembringer et bilde av en objektscene som inneholder målet. Fra signalene til detektoren oppnås på en gang signalene som holder den optiske aksen til det optiske systemet innrettet på målet. I tillegg oppnås fra signalene til detektoren styresignaler med hvilke prosjektilet føres mot målet. Vanligvis innkobles derved en plattform som bærer det optiske systemet, og dermed rettingen av den optiske aksen til det optiske systemet gjennom et treghetsmålesystem av bevegelsen til prosjektilet. Når den optiske aksen vedvarende, ved hjelp av en reguleringskrets, holdes innrettet på målet tilsvarer den optiske aksen siktelinjen fra prosjektilet til målet. Ved bevegelsen av den optiske aksen i forhold til den stabiliserende plattformen kan da dreieraten til siktelinjen bestemmes i inertialrommet. Ved vanlig proposjonalitetsnavigasjon føres prosjektilet således at denne siktelinjen forblir romfast. Styresignalene gjøres i tillegg proporsjonale til dreieraten av siktelinjen. Plattformen må derved lagres kardansk, slik at den optiske aksen til det optiske systemet klarer å innta enhver vilkårlig posisjon innenfor en bestemt romvinkel. Such seeker heads are especially used in target-following projectiles. An optical system such as a seeker system produces an image of an object scene containing the target. From the signals to the detector, the signals that keep the optical axis of the optical system aligned on the target are obtained at once. In addition, control signals with which the projectile is guided towards the target are obtained from the signals to the detector. Usually a platform carrying the optical system is thereby engaged, and thus the alignment of the optical axis of the optical system through an inertial measurement system of the movement of the projectile. When the optical axis is continuously, by means of a control circuit, kept aligned on the target, the optical axis corresponds to the line of sight from the projectile to the target. By the movement of the optical axis in relation to the stabilizing platform, the rotation rate of the line of sight can then be determined in the inertial space. In normal proportionality navigation, the projectile is guided so that this line of sight remains fixed in space. The control signals are also made proportional to the rotation rate of the line of sight. The platform must therefore be gimbaled, so that the optical axis of the optical system is able to occupy any arbitrary position within a certain spatial angle.

Den kardanske lagringen kan derved utgjøre en bikke-slingrelagring. På denne måten er en første kardangring svingbart lagret om en første akse, f. eks. bikkeaksen, som strekker seg på tvers i forhold til prosjektilets lengdeakse med hensyn til prosjektilstrukturen. Ved den første kardangringen er det svingbart lagret en andre kardangring om en andre akse, f. eks. slingreaksen, som strekker seg loddrett i forhold til den første aksen. Denne andre kardangringen bærer eller danner plattformen, på hvilken det optiske systemet sitter. Derved kan den første kardangringen som er lagret på prosjektilstrukturen utgjøre den ytre kardangringen, mens den andre kardangringen danner den indre kardangringen. Man taler da om et "utvendig kardangsystem". Den første kardangringen som er lagret ved prosjektilstrukturen kan imidlertid også utgjøre den indre kardangringen, slik at den andre kardangringen som bærer eller danner plattformen er den ytre kardangringen. I dette tilfellet taler man om et "innvendig kardangsystem". Kardangsystemet sitter da innenfor plattformen. Dette siste arrangementet foretrekkes av rommelige årsaker. Med et slikt bikke-slingrekardangsystem begrenses av konstruktive årsaker svinge-vinkelen til plattformen og dermed vinkeldifferansen som den optiske aksen danner med prosjektillengdeaksen. Søkeren kan registrere et mål kun i et begrenset synsfelt. The gimbal bearing can thereby constitute a pinion bearing. In this way, a first gimbal ring is pivotally stored about a first axis, e.g. the pitch axis, which extends transversely in relation to the longitudinal axis of the projectile with respect to the projectile structure. At the first gimbal ring, a second gimbal ring is rotatably mounted about a second axis, e.g. the meander axis, which extends vertically in relation to the first axis. This second gimbal supports or forms the platform on which the optical system sits. Thereby, the first gimbal ring stored on the projectile structure can form the outer gimbal ring, while the second gimbal ring forms the inner gimbal ring. One then speaks of an "external gimbal system". However, the first gimbal ring stored at the projectile structure can also constitute the inner gimbal ring, so that the second gimbal ring that carries or forms the platform is the outer gimbal ring. In this case, one speaks of an "internal gimbal system". The cardan system then sits within the platform. This last arrangement is preferred for spatial reasons. With such a tilt-sling gimbal system, the swing angle of the platform and thus the angle difference that the optical axis forms with the projectile longitudinal axis is limited for constructive reasons. The seeker can register a target only in a limited field of view.

Et søkerhode med innvendig bikke-slingrekardangsystem er eksempelvis omtalt i DE-Ai 195 35 886 eller EP-Bi 766 065. A search head with an internal oscillating gimbal system is described, for example, in DE-Ai 195 35 886 or EP-Bi 766 065.

Større vinkeldifferanse lar seg oppnå med et rulle-bikkekardangsystem. Her er en første bølgende kardangramme dreibart lagret i prosjektilstrukturen om en rulleakse som sammenfaller med prosjektillengdeaksen. Denne første kardangrammen kan dreies med hensyn til prosjektilstrukturen om rulleaksen i et vinkelområde på 360°. Ved den første kardangrammen er det svingbart lagret en andre kardangramme om en bikkeakse som strekker seg loddrett i forhold til rulleaksen. Denne andre kardangrammen bærer det optiske systemet til søkerhodet. Den andre kardangrammen kan lagres slik at den optiske aksen til det optiske systemet kan svinges om en vinkel på omtrent 90° med hensyn til lengdeaksen av prosjektilet. Det er altså mulig med vinkeldifferanse inntil 90° og riktignok rundt i hver retning om rulleaksen. Et slikt konstruert søkerhode kan følge-lig innrettes innenfor et halvrom på et mål. Greater angle difference can be achieved with a roller-bucket cardan system. Here, a first undulating gimbal frame is rotatably stored in the projectile structure about a roll axis that coincides with the projectile longitudinal axis. This first gimbal frame can be rotated with respect to the projectile structure about the rolling axis in an angular range of 360°. At the first gimbal frame, a second gimbal frame is pivotally mounted about a pivot axis that extends vertically in relation to the roll axis. This second gimbal carries the optical system to the seeker head. The second gimbal can be stored so that the optical axis of the optical system can be rotated through an angle of approximately 90° with respect to the longitudinal axis of the projectile. It is therefore possible to have an angle difference of up to 90° and, of course, around the roll axis in every direction. Such a constructed seeker head can therefore be arranged within a half-space of a target.

Søkerhoder med rulle-bikkekardangsystemer er kjent fra DE-Ai 33 17 232 og DE- Search heads with roller-bucket cardan systems are known from DE-Ai 33 17 232 and DE-

Ci198 24 899. Ci198 24 899.

Ugunstig med slike rulle-bikkekardangsystemer er at det i området ved rulleaksen viser seg en singuralitet: Når siktelinjen mot målet som skal følge etter den optiske aksen til systemet ved hjelp av dreining av kardangrammen, med rulleaksen forløpende sammen-fallende eller i dens nærhet, da krever bare små bevegelser av den optiske aksen store vinkelbevegelser av rullerammen. Når f.eks. siktelinjen til målet beveger seg tvers gjennom rulleaksen, da må rullerammen, for å føre den optiske aksen etter at denne siktelinjen praktisk på uendelig kort tid, utføre en dreining om 180°. Det overstiger muligheten til vanlige servomotorer. Disadvantageous with such roll-bucket gimbal systems is that a singularity appears in the area of the roll axis: When the line of sight towards the target, which must follow the optical axis of the system by means of rotation of the gimbal frame, with the roll axis progressively coinciding or in its vicinity, then requires only small movements of the optical axis large angular movements of the scroll frame. When e.g. the line of sight of the target moves transversely through the scroll axis, then the scroll frame, in order to move the optical axis after this line of sight practically in an infinitely short time, must perform a turn of 180°. It exceeds the capability of ordinary servo motors.

Formålet som ligger til grunn for oppfinnelsen er å fremskaffe et kardangsystem for et søkerhode, med hvilket etterføringen av plattformen og søkersystemet skjer uten singulariteter, men som tillater stor vinkeldifferanse og registreringen av mål i et stort synsfelt. The purpose underlying the invention is to provide a gimbal system for a seeker head, with which the tracking of the platform and the seeker system takes place without singularities, but which allows a large angle difference and the registration of targets in a large field of view.

I henhold til oppfinnelsen løses dette formålet ved at den første kardangaksen med rulleaksen danner en spiss vinkel, og lagerstrukturen for dens del er dreibart lagret om rulleaksen. According to the invention, this purpose is solved by the first gimbal axis forming an acute angle with the roller axis, and the bearing structure for its part is rotatably mounted about the roller axis.

Grunnet at den første kardangaksen med rulleaksen danner en spiss vinkel sitter kardangsystemet på skrå i forhold til rulleaksen. Svingeområdet til den ytre kardangrammen med søkersystemet er derved usymmetrisk til rulleaksen. Betrakter man midtstillingen til den indre rammen som er svingbar om den første kardangaksen, da viser det følgende seg: Betegner man den spisse vinkelen med a og svingeområdet til den ytre rammen om den andre kardangaksen med 20, da er den maksimalt oppnåelige vinkeldifferansen mellom rulleaksen og aksen til søkersystemet 90° -oc+p. Det kan altså oppnås en større vinkeldifferanse. Når målet i azimut avviker fra den bestemte romvinkelen gjennom svingeområdet til kardangsystemet kan dette utliknes ved hjelp av en dreining av kardangsystemet om rulleaksen. Den bestemte romvinkelen gjennom svingeområdet til kardangsystemet føres etter målet. Due to the fact that the first gimbal axis forms an acute angle with the roll axis, the gimbal system sits at an angle in relation to the roll axis. The swing area of the outer gimbal frame with the seeker system is therefore asymmetrical to the roll axis. If one considers the center position of the inner frame which can be pivoted about the first gimbal axis, then the following emerges: If one denotes the acute angle by a and the pivoting area of the outer frame about the second gimbal axis by 20, then the maximum achievable angle difference between the rolling axis and axis of the seeker system 90° -oc+p. A larger angle difference can therefore be achieved. When the target in azimuth deviates from the determined space angle through the swing area of the gimbal system, this can be compensated by turning the gimbal system around the roll axis. The determined room angle through the swing range of the gimbal system is guided according to the target.

I en ytterligere fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er lagerstrukturen som er lagret om rulleaksen i tillegg dreibart lagret om dens egen lengdeakse. Ved hjelp av en ytterligere frihetsgrad som er forbundet med innføringen av dette er dreiebevegelser av rullerammen gjennom dreiebevegelser av lagerstrukturen om dens lengdeakse kompenserbar med motsatt dreieretning. Rullevinkel på over 360°, noe som fører til urimelig belast-ning på elektriske forbindelsesledninger og høytrykkskoblinger for gasstilføringer, forekommer ikke mer. Driftssikkerheten, henholdsvis levetiden til søkerhodet forlenges således. I tillegg kan det med denne utførelsen også gis avkall på anvendelsen av kost-nadsintensive høytrykkskoblinger med stort plassbehov og sleperinger for elektriske uttak. Ved avkoblingen av bikke-slingrekardangsystemet fra rullebevegelsen til rullerammen gjennom lagerstrukturen som er dreibar om dens lengdeakse, kan man redusere massen som skal dreies. For bevegelse om rulleaksen er følgelig mindre drivkraft påkrevet, og byggevolumet til rullerammen kan reduseres. In a further advantageous embodiment of the invention, the bearing structure which is stored about the rolling axis is additionally rotatably stored about its own longitudinal axis. By means of a further degree of freedom associated with the introduction of this, rotational movements of the roller frame through rotational movements of the bearing structure about its longitudinal axis can be compensated with the opposite direction of rotation. Roll angles of more than 360°, which lead to unreasonable stress on electrical connection lines and high-pressure connections for gas supplies, no longer occur. The operating reliability, respectively the lifetime of the search head is thus extended. In addition, with this design, the use of cost-intensive high-pressure couplings with large space requirements and drag rings for electrical outlets can also be dispensed with. By decoupling the girder-sling gimbal system from the rolling motion of the rolling frame through the bearing structure which is rotatable about its longitudinal axis, the mass to be turned can be reduced. Consequently, less driving force is required for movement about the roller axis, and the construction volume of the roller frame can be reduced.

På hensiktsmessig måte forutsettes det en fiksering av bikke-slingrekardangsystemet med hensyn til dets rullestilling i forhold til prosjektilstrukturen ved hjelp av en fikseringsinnretning. Med fikseringsinnretningen kan det dreie seg om fortanningselementer i form av tannrader, slik at en tannrad er integrert i prosjektilstrukturen og en tannrad mellom bikke-slingrerammesystemet og den nye dreiefrihetsgraden. Med andre ord ruller bikke-slingrerammesystemet med en dreining om rulleaksen med motgående dreieretning om lengdeaksen til lagerstrukturen. På passende måte dreier det seg med tannradene om formdeler av kunststoff med liten vekt. Kunststoff kan derfor anvendes fordi kun lavt moment skal overføres. På hensiktsmessig måte innehar tannradene det samme antallet tenner for å oppnå et utvekslingsforhold på en. In an appropriate manner, it is assumed a fixation of the bikke-slinger gimbal system with regard to its rolling position in relation to the projectile structure by means of a fixation device. With the fixation device, it can be teething elements in the form of rows of teeth, so that a row of teeth is integrated into the projectile structure and a row of teeth between the sledgehammer frame system and the new degree of freedom of rotation. In other words, the rack-and-pinion frame system rolls with a rotation about the rolling axis with the opposite direction of rotation about the longitudinal axis of the bearing structure. Appropriately, the rows of teeth are low-weight molded plastic parts. Plastic can therefore be used because only low torque is to be transmitted. Conveniently, the tooth rows have the same number of teeth to achieve a gear ratio of one.

Ved en dreining av rulleaksen og samtidig motdreining ved en dreiebevegelse av lagerstrukturen om dens lengdeakse, i det etterfølgende også betegnet vippeakse, og fiksering ved hjelp av fikseringsinnretningen er bikke-slingrekardangsystemet i stillingen for å oppnå prosjektillengdeakse, dvs. rulleaksen med en fast vinkel på (90° - a) uten derved å vippe dreiekomponentene i rulleaksen. Vippevinkelen ligger vanligvis i et område på 15-30°. En bildedreining med hensyn til prosjektilkoordinatsystemet finner ikke sted. Ved hjelp av den mekaniske fikseringen kan det gis avkall på drifts- og uttakselementer for frembringelsen av en dreiebevegelse av lagerstrukturen om dens lengdeakse, slik som eksempelvis i form av en elektromotor og elektriske forbindelsesledninger. Derved oppnås en ytterligere masse- og byggevolumbesparing. With a rotation of the rolling axis and simultaneous counter-rotation with a turning movement of the bearing structure about its longitudinal axis, hereinafter also referred to as tilting axis, and fixing with the help of the fixing device, the gimbal-sling gimbal system is in the position to achieve the projectile longitudinal axis, i.e. the rolling axis with a fixed angle of ( 90° - a) without thereby tilting the turning components in the rolling axis. The tilt angle is usually in the range of 15-30°. An image rotation with respect to the projectile coordinate system does not take place. With the help of the mechanical fixation, operating and outlet elements can be dispensed with for the production of a turning movement of the bearing structure about its longitudinal axis, such as, for example, in the form of an electric motor and electrical connection lines. Thereby, a further saving in mass and building volume is achieved.

På fordelaktig måte inneholder romvinkelen, i hvilken den optiske aksen til det optiske systemet er utvikbar gjennom svingebevegelsen om den første og den andre kardangaksen, rulleaksen. Advantageously, the solid angle in which the optical axis of the optical system is expandable through the pivoting movement about the first and second gimbal axes contains the roll axis.

For stabilisering av det optiske systemet i rommet kan en treghetsmåleinnretning anbringes, gjennom hvilken servomotorer er avstangbare om den første og den andre kardangaksen, slik at det anordnes en servomotor som virker om rulleaksen, og som deretter, når den indre kardangrammen nærmer seg dens anslagsstilling er avstengbar i betydningen av en etterføring av denne indre kardangrammen bort fra anslagsstillingen. For stabilization of the optical system in space, an inertial measuring device can be provided, through which servomotors are switchable about the first and second gimbal axes, so that a servomotor is arranged which acts about the rolling axis, and which then, when the inner gimbal frame approaches its stop position is lockable in the sense of a retraction of this inner cardan frame away from the stop position.

Aksen til søkersystemet kan således rettes på hvert punkt innenfor en stor romvinkel som strekker seg rundt rulleaksen. Stabiliseringen skjer derved ved hjelp av bikke-slingrekardangsystemet. Dette bikke-slingrekardangsystemet har også i området ved rulleaksen ingen singularitet. Med en passasje av siktelinjen gjennom rulleaksen gjennomfører bikke-slingrekardangsystemet kun normale justeringsbevegelser. Det er ikke påkrevet med vending på 180°, slik som med et rulle-bikkekardangsystem. The axis of the seeker system can thus be directed at every point within a large spatial angle that extends around the roll axis. Stabilization is thereby carried out with the help of the bikke-slingrekardang system. In the region of the roll axis, this roller-sling gimbal system also has no singularity. With a passage of the line of sight through the roll axis, the gimbal-sling gimbal system performs only normal adjustment movements. It is not required to turn 180°, as with a roller gimbal system.

På tegningene er et utførelseseksempel av oppfinnelsen illustrert. Tegningene, beskriv-elsen og patentkravene inneholder tallrike innslag i kombinasjon. Fagpersonen vil også på hensiktsmessig måte betrakte innslagene enkeltvis og for meningsfylt å sammenfatte ytterligere kombinasjoner. Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom et søkerhode med et bikke-slingrekardangsystem som ligger på skrå, og en ytterligere etterstyrebevegelse om rulleaksen. Fig. 2 er et blokkdiagram og anskueliggj øring av etterføringen til søkersystemet An embodiment of the invention is illustrated in the drawings. The drawings, description and patent claims contain numerous features in combination. The professional will also appropriately consider the features individually and to meaningfully summarize further combinations. Fig. 1 shows a longitudinal section through a search head with a tilting tilting gimbal system, and a further steering movement about the rolling axis. Fig. 2 is a block diagram and illustration of the tracking of the search system

etter en siktelinje mot et mål. following a line of sight towards a target.

Fig. 3 er et diagram for anskueliggj øring av forstørrelsen til området ved den Fig. 3 is a diagram for illustrating the magnification of the area thereof

tillatte vinkeldifferansen av søkerhodet fra fig. 1. the permitted angle difference of the search head from fig. 1.

Fig. 4 viser et lengdesnitt gjennom et søkerhode med et bikke-slingrekardangsystem som ligger på skrå, og med en lagerstruktur som er dreibart lagret om en rulleakse og dens egen lengdeakse. Fig. 5 viser et lengdesnitt gjennom et søkerhode i henhold til fig. 4 med en fikseringsinnretning for bikke-slingrekardangsystemet med hensyn til en rullestilling av prosjektilstrukturen. Fig. 4 shows a longitudinal section through a search head with a tilt-sling gimbal system, and with a bearing structure which is rotatably stored about a rolling axis and its own longitudinal axis. Fig. 5 shows a longitudinal section through a search head according to fig. 4 with a fixing device for the bikke-sling gimbal system with respect to a rolling position of the projectile structure.

Like deler betegnes dermed med like henvisningstall. Equal parts are thus denoted by equal reference numbers.

På fig. 1 betegnes med 10 spissen til prosjektilstrukturen på et målforfølgende prosjek-til. Spissen 10 er avsluttet med et sfærisk vindu (kuppel) 12. Bak kuppelen 12 sitter et søkerhode som er betegnet med 14. In fig. 1 is denoted by 10 the tip of the projectile structure on a target-pursuing projectile. The tip 10 is finished with a spherical window (dome) 12. Behind the dome 12 is a search head designated by 14.

Søkerhodet 14 inneholder et bord 16 som er dreibart lagret i spissen 10 av prosjektilstrukturen om en rulleakse 18 som sammenfaller med lengdeaksen til prosjektilet. På The seeker head 14 contains a table 16 which is rotatably stored in the tip 10 of the projectile structure about a rolling axis 18 which coincides with the longitudinal axis of the projectile. On

bordet sitter et hylseformet lagerlegeme 20. Lagerlegemet 20, også betegnet lagerstruktur, er skrått anordnet i forhold til rulleaksen 18. Ved den fremre eller enden på kuppel-siden av lagerlegemet 20 finnes en innvendig ramme 22 svingbart anordnet om en første kardangakse 24 loddrett i forhold til lengdeaksen av lagerlegemet 20. Den er på fig. 1 illustrert til høyre for lengdeaksen av lagerlegemet 20. Ved hjelp av det skrå arrangementet av lagerlegemet 20 danner den første kardangaksen 24 med rulleaksen en spiss vinkel a (fig. 3). Til venstre for lengdeaksen av lagerlegemet 20 er et snitt loddrett i on the table sits a sleeve-shaped bearing body 20. The bearing body 20, also referred to as a bearing structure, is arranged obliquely in relation to the rolling axis 18. At the front or end on the dome side of the bearing body 20 there is an internal frame 22 pivotably arranged about a first gimbal axis 24 vertically in relation to the longitudinal axis of the bearing body 20. It is in fig. 1 illustrated to the right of the longitudinal axis of the bearing body 20. By means of the inclined arrangement of the bearing body 20, the first cardan shaft 24 forms an acute angle a with the roll axis (Fig. 3). To the left of the longitudinal axis of the bearing body 20 is a section vertical i

forhold til snittet på den høyre siden illustrert. Man gjenkjenner der at det på den innvendige rammen 22 er svingbart lagret en utvendig ramme som generelt er betegnet med 26. Den utvendige rammen 26 er svingbart lagret om en andre kardangakse 28 som strekker seg loddrett i forhold til den første kardangaksen 24. Når den første kardangaksen 24 i høyre del av fig. 1 forløper i papirplanet fra fig. 1, da forløper spesielt deretter den andre kardangaksen 28 loddrett i forhold til papirplanet på høyre side av figur 1. relative to the section on the right side illustrated. It can be recognized there that an outer frame is pivotably mounted on the inner frame 22, which is generally denoted by 26. The outer frame 26 is pivotably mounted about a second gimbal axis 28 which extends vertically in relation to the first gimbal axis 24. When the first the cardan shaft 24 in the right part of fig. 1 precursor in the paper plane from fig. 1, then in particular the second gimbal axis 28 extends vertically in relation to the paper plane on the right side of Figure 1.

På den utvendige rammen 26 sitter et søkersystem 30 i form av et avbildende optisk system. Dette søkersystemet 30 inneholder et ringformet hulspeil 32 som med dets midtre åpning er montert på den utvendige rammen 26. Den utvendige rammen 26 oppviser en koblingsdel 34. Koblingsdelen 34 bærer steg 36 som bærer et svakt kon-vekst sekundærspeil 38 som vender mot hulspeilet 32. Koblingsdelen 34 danner en fatning 40 for en linseoptikk 42. Parallelt innfallende lys fra en objektscene som ligger i det uendelige reflekteres fra hulspeilet 32 på sekundærspeilet 38 og styres av dette på linseoptikken 42. Det optiske systemet frembringer et bilde av objektscenen på en detektor 44. Detektoren 44 avkjøles på vanlig måte med en Joule-Thomson-avkjøler 46 som er anordnet innenfor det hylseformede lagerlegemet 20. På baksiden av sekundærspeilet 38 er det anordnet liknende som med DE-Ai 195 38 886 en treghetsfølerenhet 48. On the outer frame 26 sits a viewfinder system 30 in the form of an imaging optical system. This search system 30 contains a ring-shaped hollow mirror 32 which with its central opening is mounted on the outer frame 26. The outer frame 26 has a coupling part 34. The coupling part 34 carries steps 36 which carry a slightly convex secondary mirror 38 which faces the hollow mirror 32. The coupling part 34 forms a socket 40 for a lens optic 42. Parallel incident light from an object scene that lies at infinity is reflected from the pinhole mirror 32 on the secondary mirror 38 and is controlled by this on the lens optic 42. The optical system produces an image of the object scene on a detector 44. The detector 44 is cooled in the usual way with a Joule-Thomson cooler 46 which is arranged within the sleeve-shaped bearing body 20. On the back of the secondary mirror 38, an inertial sensor unit 48 is arranged similar to DE-Ai 195 38 886.

Kardangaksen 24 og 28, samt rulleaksen 18 skjærer hverandre i et felles skjæringspunkt 50.1 området ved dette felles skjæringspunktet 50 er den strukturfaste detektoren 44 anordnet. Kuppelen 12 er krummet om skjæringspunktet 50. Om dette skjæringspunktet 50 er den ytre kardangrammen 26 svingbart lagret til alle sider. Med dette arrangementet er kardangrammen 22 og 26 anordnet innenfor søkersystemet 30. Søkersystemet 30 sitter på den ytre kardangrammen 26, man snakker derfor om et "innvendig kardangsystem". The gimbal axes 24 and 28, as well as the roller axis 18 intersect at a common intersection point 50.1 the area at this common intersection point 50 is where the structurally fixed detector 44 is arranged. The dome 12 is curved about the point of intersection 50. About this point of intersection 50, the outer gimbal frame 26 is pivotally mounted to all sides. With this arrangement, the gimbal frames 22 and 26 are arranged within the viewfinder system 30. The viewfinder system 30 sits on the outer gimbal frame 26, one therefore speaks of an "internal gimbal system".

Bordet 16 er vridbart ved hjelp av en servomotor 52 om rulleaksen. Ved bordet 16 sitter det på en sfærisk flate 54 magneter 56 med en kuleskålformet magnetisk bakende 58. Magneten 56 frembringer et radialt magnetfelt. I dette radiale magnetfeltet sitter flatspol-er 60 som er forbundet med den ytre kardangrammen 26. Disse magnetene 56 og flatspolene 60 danner en dreiemomentgenerator 62 som umiddelbart griper ved den ytre kardangrammen 26. Dette arrangementet tilsvarer i prinsippet dreiemoment- generatorinnretningen i henhold til EP-Bi 0 766 065 og US patent 5.892.310, av hvilke redegjørelsen innlemmes med henvisning. The table 16 is rotatable by means of a servo motor 52 about the rolling axis. At the table 16, there is a magnet 56 on a spherical surface 54 with a spherical magnetic rear end 58. The magnet 56 produces a radial magnetic field. In this radial magnetic field are flat coils 60 which are connected to the outer cardan frame 26. These magnets 56 and the flat coils 60 form a torque generator 62 which immediately engages the outer cardan frame 26. This arrangement corresponds in principle to the torque generator device according to EP- Bi 0 766 065 and US patent 5,892,310, the description of which is incorporated by reference.

Søkersystemet 30 definerer en optisk akse 64. Ved hjelp av treghetsfølerenheten 48 styres dreiemomentgeneratoren 62 slik at den stabiliserer søkersystemet 30 i rommet og avkobles fra bevegelsen til prosjektilet. Detektoren 44 i søkersystemet 30 leverer etter egent signal bearbeidelse oppholdsstedsignaler, som gjengir oppholdsstedet til et mål som er registrert av søkersystemet fra den optiske aksen 64. Med disse oppholdsstedsignalene er treghetsfølerne i treghetsfølerenheten 48 slik pådratt at disse forholder seg etter forutsetningen til oppholdsstedsignalene. Den stabiliserte stillingen til den optiske aksen føres således etter målet. The seeker system 30 defines an optical axis 64. By means of the inertial sensor unit 48, the torque generator 62 is controlled so that it stabilizes the seeker system 30 in space and is decoupled from the movement of the projectile. The detector 44 in the seeker system 30 delivers location signals after its own signal processing, which reproduces the location of a target that has been registered by the seeker system from the optical axis 64. With these location signals, the inertial sensors in the inertial sensor unit 48 are loaded in such a way that they relate according to the assumption of the location signals. The stabilized position of the optical axis is thus guided by the target.

Fig. 2 viser skjematisk stabiliseringen av søkersystemet 30 i rommet ved innrettelse av den optiske aksen 68 på målet. Fig. 2 schematically shows the stabilization of the seeker system 30 in space by aligning the optical axis 68 on the target.

Stabiliseringen av søkersystemet 30 i rommet skjer gjennom treghetsfølerenheten 48. Treghetsfølerenheten 48 styrer på vanlig måte mot dreiemomentgeneratoren 62. Når et oppholdssted av siktelinjen foreligger i forhold til et mål som er registrert av søkersys-temet 30 fra den optiske aksen 68, da er oppholdsstedsignalene, som er levert av søker-systemet 30 fra treghetsfølerne i treghetsfølerenheten 48, utskaltet, og disse forholder seg slik at den stabiliserte optiske aksen 68 føres etter målet. The stabilization of the seeker system 30 in space takes place through the inertial sensor unit 48. The inertial sensor unit 48 steers in the usual way towards the torque generator 62. When a whereabouts of the line of sight exists in relation to a target registered by the seeker system 30 from the optical axis 68, then the whereabouts signals, which is delivered by the seeker system 30 from the inertial sensors in the inertial sensor unit 48, scaled out, and these relate so that the stabilized optical axis 68 is guided after the target.

Slik som er ytterligere illustrert på fig. 2 bestemmes, ved hjelp av en vinkelgiver 70, romvinkelen til kardangsystemet. Når denne romvinkelen nærmer seg anslagsstillingen av den indre rammen, da styres rulleservomotoren 52 med styreinnretningen 72 mot den ene eller den andre dreieretningen. Rulleservomotoren 52 vrir da bordet 16 med det felles kardangsystemet og søkersystemet 30 om rulleaksen således at siktelinjen atter ligger i innstillingsområdet til kardangsystemet. As further illustrated in fig. 2, with the help of an angle sensor 70, the spatial angle of the gimbal system is determined. When this room angle approaches the stop position of the inner frame, the roller servo motor 52 is controlled with the control device 72 towards one or the other direction of rotation. The roll servo motor 52 then turns the table 16 with the common gimbal system and the search system 30 about the roll axis so that the line of sight is again in the setting range of the gimbal system.

Fig. 3 anskueliggjør virkningen til skråstillingen av den første kardangaksen 24 i forhold til rulleaksen 18. Den første kardangaksen 24 danner med rulleaksen 18 en vinkel a. På fig. 3 er det antatt at den innvendige kardangrammen 22 befinner seg i dens midt-stilling. Planet av den innvendige kardangrammen 22 ligger da loddrett i forhold til Fig. 3 illustrates the effect of the inclined position of the first cardan shaft 24 in relation to the roller axis 18. The first cardan shaft 24 forms an angle a with the roller axis 18. In fig. 3, it is assumed that the inner gimbal frame 22 is in its middle position. The plane of the internal gimbal frame 22 is then perpendicular to

papirplanet på fig. 3. Den ytre kardangrammen 26 er da vridbar om den andre kardangaksen 28 loddrett i forhold til papirplanet mellom to anslagsstillinger som tilsvarer posisjonen 64 A og 64 B symmetrisk i forhold til midtposisjonen 64 M av den optiske aksen 64. Vinkelen mellom anslagsposisjonen 64 B og rulleaksen 18 er P+90°+- a. Med en spiss vinkel på 60° mellom den første kardangaksen 24 og rulleaksen 18 er med den illustrerte utførelse den maksimale vippevinkel av søkersystemet 30 i forhold til rulleaksen 18 tilnærmet 70°. Søkersystemet 30 kan følgelig i den illustrerte posisjonen av bordet 16 registrere en usymmetrisk romvinkel inntil f. eks. 70° til rulleaksen 18 i papirplanet på den høyre siden av fig. 1.1 azimutretningen er romvinkelen begrenset gjennom anslagsstillingen av den ytre kardangrammen 26. Det registreres ikke på grunn av usymmetrien også områder til venstre på fig. 1. the paper plane in fig. 3. The outer gimbal frame 26 is then rotatable about the second gimbal axis 28 vertically in relation to the paper plane between two stop positions which correspond to the position 64 A and 64 B symmetrically in relation to the middle position 64 M of the optical axis 64. The angle between the stop position 64 B and the roll axis 18 is P+90°+- a. With an acute angle of 60° between the first gimbal axis 24 and the roll axis 18, with the illustrated embodiment the maximum tilt angle of the seeker system 30 in relation to the roll axis 18 is approximately 70°. The search system 30 can therefore, in the illustrated position of the table 16, register an asymmetric room angle up to, e.g. 70° to the roll axis 18 in the paper plane on the right side of fig. 1.1 the azimuth direction, the spatial angle is limited through the stop position of the outer gimbal frame 26. Because of the asymmetry, areas to the left of fig. 1.

Når den innvendige rammen 22 nærmer seg en anslagsposisjon, da innledes, slik som omtalt, en dreining om rulleaksen 18, og den følger således romvinkelen begrenset av anslagsposisjonen til siktelinjen mot målet i den grad at siktelinjen alltid befinner seg i området av romvinkelen, i hvilken den optiske aksen 64 til søkersystemet 30 kan innrettes ved hjelp av kardangsystemet og målet. When the internal frame 22 approaches an impact position, then, as mentioned, a rotation about the rolling axis 18 is initiated, and it thus follows the solid angle limited by the impact position of the line of sight towards the target to the extent that the line of sight is always in the area of the solid angle, in which the optical axis 64 of the viewfinder system 30 can be aligned using the gimbal system and the target.

Den optiske aksen 64 til søkersystemet 30 kan følgelig innrettes innenfor en romvinkel på 70° om rulleaksen 18 rundt på et mål. Fig. 4 viser et lengdesnitt gjennom et søkerhode 15. Slik som på fig. 1 er det skrått anordnet en lagerstruktur 20 om en vippevinkel på (90°-Hx) i forhold til rulleaksen 18. Lagerstrukturen 20 er dreibart lagret om dens lengdeakse, henholdsvis vippeakse 21 og rulleaksen 18 ved hjelp av lageret 23, henholdsvis 25. Fig. 5 viser et lengdesnitt gjennom søkerhodet 15 i samsvar med fig. 4. For tydelig-gjøring av konfigurasjonen til vippeaksen 21 og fikseringen av den indre rammen 22 og den ytre rammen 26 (ingen synlig på figuren) ved hjelp av fikseringsinnretningen 27, 29 angående deres stilling i forhold til rulleaksen 18 er komponenter i bikke-slingre-området ikke illustrert. Med fikseringsinnretningen 27 dreier det seg om en tannrad som er koaksialt integrert i forhold til prosjektillengdeaksen, henholdsvis rulleaksen 18, i prosjektilstrukturen 10. Fikseringsinnretningen 29, likeledes en tannrad, er anordnet under vippevinkelen på (90°+a), denne tilsvarer på tegningen 20° ved bikke-slingrekardangsystemet av den indre rammen 22 og den ytre rammen 26 med frihetsgraden av vippeaksen 21. Begge tannradene 27, 29 innehar forskjellige radier og en profilfor-skyvning bestemt av dette. The optical axis 64 of the seeker system 30 can consequently be aligned within a space angle of 70° about the rolling axis 18 around a target. Fig. 4 shows a longitudinal section through a search head 15. As in fig. 1, a bearing structure 20 is obliquely arranged about a tilt angle of (90°-Hx) in relation to the rolling axis 18. The bearing structure 20 is rotatably supported about its longitudinal axis, respectively the tilting axis 21 and the rolling axis 18 by means of the bearing 23, respectively 25. Fig. 5 shows a longitudinal section through the search head 15 in accordance with fig. 4. For clarification of the configuration of the rocker axis 21 and the fixing of the inner frame 22 and the outer frame 26 (none visible in the figure) by means of the fixing device 27, 29 regarding their position in relation to the rolling axis 18 are components of bik-slings -area not illustrated. The fixation device 27 is a row of teeth which is coaxially integrated in relation to the projectile longitudinal axis, respectively the roll axis 18, in the projectile structure 10. The fixation device 29, also a row of teeth, is arranged below the tilt angle of (90°+a), this corresponds to 20 in the drawing ° by the pinion-slinging gimbal system of the inner frame 22 and the outer frame 26 with the degree of freedom of the rocker axis 21. Both rows of teeth 27, 29 have different radii and a profile offset determined by this.

Claims

1. Searcher head (14, 15) which contains a search system (30), a rolling axis (18), an internal gimbal frame (22) which is mounted pivotably about a first gimbal axis (24) by a bearing structure (20), and a external gimbal frame (26) which carries the seeker system (30) and which is pivotally stored about a second gimbal axis (28) perpendicular to the first on the inner gimbal frame (22), characterized in that (a) the first gimbal axis (24) forms an acute angle (a), that is, an angle less than 90° with a roll axis (18), and (b) the bearing structure (20) for its part is rotatably supported about the roll axis (18).

2. Search head (14, 15) according to claim 1, characterized in that the bearing structure (20) is rotatably stored about its longitudinal axis (21).

3. Searcher head (14, 15) according to claim 1 or 2, characterized in that a fixing device is arranged for fixing the gimbal frames (22, 26) with regard to their position with respect to the rolling axis (18).

4. Search head (14, 15) according to claim 3, characterized in that what is arranged as a fixing device (27, 29) is a first row of teeth which is arranged in such a way that it engages a second row of teeth which is arranged coaxially in relation to the roll axis (18 ).

5. Finder head (14, 15) according to one of claims 1 to 4, characterized in that a space angle, in which the optical axis (64) of the finder system (30) is expandable by means of pivoting movements about the first and the second gimbal axis (24, 28), contains the roll angle (18).

6. Searcher head (14, 15) according to claim 5, characterized in that (a) for stabilization of the searcher system (30) in the room, an inertial measurement unit (48) is arranged, with which servomotors (62) can be controlled about the first and the second cardan shaft (24, 28), and (b) a servomotor (52) is arranged which acts about the roller axis (18) and which is then steerable when the internal cardan frame (22) approaches its stop position in the sense of a rear steering of this internal gimbal frame (22) away from the stop position.