CH628731A5 - Leitstrahllenkvorrichtung. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE Die Erfindung betrifft eine Leitstrahllenkvorrichtung zum

1. Leitstrahllenkvorrichtung zum Lenken eines Flugkörpers Lenken eines Flugkörpers auf ein Ziel, mit einer Zielverfol-auf ein Ziel, mit einer Zieîverfolgungseinrichtung zur Ausrich- gungseinrichtung zur Ausrichtung einer Visierlinie auf das Ziel, tung einer Visierlinie auf das Ziel, mit einer Anordnung zum mit einer Anordnung zum Aussenden eines Leitstrahlenbündels Aussenden eines Leitstrahlenbündels entlang der Visierlinie, 5 entlang der Visierlinie mit einem beim Flugkörper vorhandenen mit einem beim Flugkörper vorhandenen Empfänger, der einen Empfänger, der einen Detektor aufweist, welcher auf das Leit-Detektor aufweist, welcher auf das Leitstrahlenbündel an- Strahlenbündel anspricht, um ein elektrisches Ausgangssignal zu spricht, um ein elektrisches Ausgangssignal zu erzeugen, das für erzeugen, das für die Ablage des Flugkörpers von der Visierlinie die Ablage des Flugkörpers von der Visierlinie kennzeichnend kennzeichnend ist, und mit beim Flugkörper vorhandenen Or-ist, und mit beim Flugkörper vorhandenen Organen, um daraus 10 ganen, um daraus die Lage des Flugkörpers bezüglich der Vi-die Lage des Flugkörpers bezüglich der Visierlinie zu ermitteln, sierlinie zu ermitteln.

dadurch gekennzeichnet, dass die Zielverfolgungseinrichtung Derartige Anordnungen sind insbesondere gedacht zur Ver ein IR-Zielgerät (3,4,5,6) zum Empfang der Infrarot-Strahlung, wendung bei der optischen Leitstrahlsteuerung eines Flugkör-die vom Ziel ausgesandt wird, mit Organen (9,11,14) zur Erzeu- pers gegen ein bewegtes Ziel. Es ist bisher schon bekannt, ein gung eines Symbols für die Symmetrieachse des IR-Zielgerätes 15 Leitstrahlenbündel durch eine in der Startanlage des Flugkör-und zur optischen Justierung derselben bezüglich der Symme- pers oder ihrer unmittelbaren Umgebung angeordnete Sende-trieachse des Leitstrahlenbündels aufweist. einrichtung auszusenden, wobei die in der Mitte des Strahlen-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, bündels liegende Achse dauernd auf das bewegte Ziel ausge-dass das IR-Zielgerät einen IR-Empf änger (6) zur Umwand- richtet ist, indem die Leitslrahlsendeeinrichtung entsprechend lung der IR-Strahlung (C) in ein elektrisches Signal, ein Anzei- 20 verschwenkt, also ständig dem bewegten Ziel nachgeführt wird, gegerät (5) zur Erzeugung eines entsprechenden Bildes (D) und Der Flugkörper ist mit einem Detektor ausgerüstet, welcher auf Übertragungsorgane (3,4) aufweist zur Übertragung des Bildes die Strahlung des Strahlenbündels anspricht, wobei dieser De-(D) zu Organen (2,8) für die Zielpositionsbestimmung. tektor so ausgebildet ist, dass er ein von der empfangenen Strah-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, lung abhängiges elektrisches Signal erzeugt. Das Strahlenbündel dass das IR-Zielgerät ein ausrichtbares Objektiv aufweist, wo- 25 ist hierbei insbesondere derart strukturiert, dass es in einer zur bei die IR-Strahlung (C) über einen ebenfalls ausrichtbaren Visierlinie rechtwinklig liegenden Ebene ein vorbestimmtes Spiegel (7) zu einem IR-Empfänger (6) leitbar ist. geometrisches Muster bildet, welches sich dann auch in einer

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, vorbestimmten Weise bezüglich der Visierlinie bewegt. Das dass das IR-Zielgerät ein fest angeordnetes Objektiv aufweist, Strahlenmuster kann z.B. aus engen Strahlenbändern bestehen, und dass Steuerorgane (11) vorhanden sind, die zur Steuerung so die periodisch und wechselweise vor und zurück über die Visier-des Symbols für die Symmetrieachse des IR-Zielgeräts in Ab- linie streichen, also diese abtasten, wobei dann die Zeiten, zu hängigkeit von der Richtung des Leitstrahlenbündels dienen. denen die Strahlenbündel den Flugkörper passieren, ein Mass

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, für dessen Lage sind.

dass das IR-Zielgerät ein fest angeordnetes Objektiv aufweist, Da dieses bekannte System darauf basiert, dass das Strah-

und dass Steuerorgane (12) vorhanden sind, die zur Steuerung 35 lenbündel ständig auf das Ziel gerichtet werden muss, ist es des auf dem IR-Zielgerät angezeigten Abbildes eines Zieles in notwendig, das Ziel mit einer Zielverfolgungseinrichtung zu erAbhängigkeit von der Richtung des Leitstrahlenbündels dienen, fassen, wobei diese Einrichtung z.B. ein optisches Zielgerät oder

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn- ein automatischer Zielverfolger sein kann. Ein solches optisches zeichnet, dass die Steuerorgane (11 oder 12) dazu eingerichtet System lässt sich aber in der Nacht, bei Nebel und Dunst nur sind, Signale von Winkelanzeigern (10) zu empfangen, die an 40 beschränkt verwenden.

einem Spiegel (7) angeordnet sind, welcher ausrichtbar ist, um Um hierbei die Signale eines Ziels zu verstärken, wurde die Visierlinie auf das Ziel zu richten, wobei die Winkelanzeiger schon vorgeschlagen, im optischen System einen Lichtverstärker seine jeweilige Schwenklage anzeigen. vorzusehen, so dass die Beobachtungsmöglichkeit des Zieles er-

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, höht wurde. Die Verwirklichung einer solchen Vorrichtung dass das Anzeigegerät als Anzeigeröhre (5) ausgebildet ist, die 45 bringt jedoch erhebliche Schwierigkeiten mit sich, für die noch einen Bildschirm aufweist. keine zufriedenstellende Lösung gefunden werden konnte. So

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, wurde festgestellt, dass die vom Lichtverstärker gelieferte dass das Symbol für die Symmetrieachse des IR-Zielgeräts mit Darstellung erhebliche Störungen enthält, die insbesondere vom Hilfe eines Symbolgenerators (9) auf elektrische Weise auf dem Flugkörper selbst stammen.

Bildschirm gebildet ist. 50 Es wird deshalb die Schaffung einer Vorrichtung der ein-

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, gangs genannten Art bezweckt, die in erster Linie eine Zielver-dass in Verbindung mit dem Bildschirm mechanisch/optische folgung auch dann ermöglicht, wenn das Ziel und sein HinterSymbole für die Symmetrieachse des IR-Zielgeräts vorhanden grund wegen Dunkelheit, Nebel und Dunst nur begrenzt sichtsind. bar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,55 Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekenn-dass das Anzeigegerät als LED-Anzeige ausgebildet ist, die vom zeichnet, dass die Zielverfolgungseinrichtung ein IR-Zielgerät IR-Signal und vom Signal eines Symbolgenerators (9) gesteuert zum Empfang der Infrarot-Strahlung, die vom Ziel ausgesandt wird. wird, mit Organen zur Erzeugung eines Symbols für die Symme-

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch trieachse des IR-Zielgeräts und zur optischen Justierung dersel-einen selektiven Spiegel (3), der dazu bestimmt ist die von ei- 60 ben bezüglich der Symmetrieachse des Leitstrahlenbündels auf-nem Leitstrahlerzeuger (1 ) ausgesandten Strahlen (A) sowie die weist. Die Vorrichtung kann so beschaffen sein, dass Steueror-IR-Anzeige (D) zu reflektieren, für das restliche sichtbare gane vorhanden sind, um die vorerwähnten Symbole bzw. das Spektrum jedoch durchlässig ist. im IR-Zielgerät dargestellte Abbild des Zieles in Abhängigkeit

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, von der Richtung des Leitstrahlenbündels zu führen.

dass die Zielverfolgungseinrichtung eine optische Zieleinrich- 65 In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des tung (2) aufweist. Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungs- beispiel der Vorrichtung, bei der ein Infrarot-Zielgerät vorhan-

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den ist, dessen Objektiv bezüglich dem übrigen Teil des Zielgerätes ausgerichtet werden kann,

Fig. 2 und 3 weitere Ausführungsbeispiele der Vorrichtung mit einem Infrarot-Zielgerät, dessen Objektiv bezüglich des übrigen Teiles des Gerätes unbeweglich angeordnet ist. 5

Figur 1 zeigt den allgemeinen Aufbau der Leitstrahllenkvorrichtung, die verwendet wird, um einen Flugkörper zu einem bewegten Ziel hinzuleiten. Diese Vorrichtung wird innerhalb oder in der Nähe der Abschussanlage angeordnet und hat einen Generator 1 zur Erzeugung eines Leitstrahlenbündels, z.B. in io Form von Laser-Strahlen, und zu dessen Aussendung zum Ziel hin. Bevor dieses Leitstrahlenbündel die Vorrichtung verlässt, findet zuerst eine Reflektion an einem fest angeordneten Spiegel 3 statt und hierauf an einem ausrichtbaren Spiegel 7. Um einer Bedienungsperson die Möglichkeit der Zielverfolgung zu is geben, ist die Vorrichtung ferner mit einer optischen Zielverfolgungseinrichtung in Form eines Fernrohres 2 ausgerüstet, welches mit einem Fadenkreuz versehen ist und in welches das sichtbare Licht B eintritt, so dass im Okular ein Bild vom Ziel und seinem Hintergrund wahrnehmbar ist. Das sichtbare Licht 20 trifft auf den ausrichtbaren Spiegel 7 auf und gelangt durch den Spiegel 3 hindurch, welcher derart wirkt, dass Laser-Licht reflektiert wird, wogegen gewöhnliches Licht hindurch geht.

Durch das Drehen des Spiegels 7 kann die Bedienungsperson das Fadenkreuz des Fernrohres 2 ständig auf dem Ziel halten. 25 Der ausgesandte Laser-Strahl wird dann ebenfalls auf das Ziel gerichtet, wenn die Strahlen entsprechend eingestellt sind. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass der Spiegel 7 derart angeordnet ist,

dass er um eine horizontale Achse und eine vertikale Achse schwenkbar ist. 30

Die Art und Weise, wie die vom Generator 1 übermittelten Strahlen gebildet werden, ist bekannt und wird so hier nicht näher erläutert. Es sei dazu nur soviel bemerkt, dass das Leitstrahlenbündel aus einem vorbestimmten geometrischen Muster in der Form von schmalen Strahlenbändern besteht, die perio- 35 disch und wechselweise die Visierlinie überstreichen. Am Flugkörper ist ein nach hinten gewandter Strahlungsempfänger angebracht, der auf die Strahlung des ausgesandten Strahlenbündels anspricht und abhängig von der empfangenen Beleuchtungsstärke des Strahlenbündels ein elektrisches Signal erzeugt, 40 das zu einem im Flugkörper untergebrachten Empfänger geleitet wird, worin dieses Signal analysiert wird zur Bestimmung der Lage des Flugkörpers vertikal und horizontal bezüglich der Visierlinie. Aufgrund dieser Positionsmeldung kann dann die Steuereinrichtung des Flugkörpers betätigt werden, so dass die- 45 ser dazu gebracht wird, der Visierlinie zu folgen.

Um auch in der Dunkelheit, bei Nebel und Dunst ein Ziel anvisieren zu können, ist das Zielgerät ferner mit einem Infrarot-Zielgerät versehen, das die Infrarotstrahlung C, die vom Ziel ausgesandt wird, verarbeitet. Diese Strahlung trifft auf ei- 50 nen anderen Teil des ausrichtbaren Spiegels 7 und wird einem IR-Empfänger 6 zugeführt, worin die Strahlung in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, welches einer Anzeigeröhre 5 zugeführt wird, die mit einem Bildschirm versehen ist, auf dem auch ein Symbol für die Symmetrieachse des IR-Zielgeräts 55 dargestellt wird, das mit Hilfe eines Generators 9 elektrisch erzeugt wird.

Die Anzeigeeinrichtung kann auch aus einer LED-Anzeige bestehen, die durch das Signal vom IR-Empfänger und vom 60 Symbol-Generator 9 gesteuert wird. Anstelle eines elektrisch erzeugten Symboles kann auch ein mechanisch optisches Fadenkreuz verwendet werden.

Die IR-Anzeige D wird dem Fernrohr 2 z.B. über Sammeloptiken 4 und eine Reflexion am selektiven Spiegel 3 zugeführt, 65 so dass eine Uberlagerung mit dem Bild des optischen Zielgerätes stattfindet. Dies wird z.B. mittels des Anzeigeorgans 5 erzielt, das im wesentlichen nur innerhalb eines Teiles des sichtbaren Bereichs emittiert und der Spiegel 3 die korrespondierenden Wellenlängen gut reflektiert.

Die Justierung des IR-Zielgerätes findet auf folgende Weise statt. Im Okular des Gerätes 2 sieht die Bedienungsperson 8 die IR-Anzeige D, die dem Bild B der optischen Zielverfolgungseinrichtung überlagert ist, wobei diese auf die Achse des Strahlenbündels ausgerichtet ist. Die IR-Anzeige D und das Bild B eines in Sehweite befindlichen Objekts können zusammen fallen, doch ist dies kein Erfordernis. Mit Hilfe von Betätigungsorganen wird das Fadenkreuz des IR-Zielgeräts über denselben Teil des Objektes gebracht, auf den bereits das Fadenkreuz der optischen Zielverfolgungseinrichtung ausgerichtet ist. Als Alternative hierzu kann ein besonderes Testgerät für diese Ausrichtung verwendet werden, wobei dieses Gerät mit einem Reflektor und einem wärmeerzeugenden Element, z.B. in Form eines Kreuzes, versehen ist und wobei es im geeigneten Abstand zum Zielverfolgungsgerät angeordnet ist. Dieses muss dann noch mit einem Leitstrahlempfänger versehen sein, der ermittelt, wenn der Reflektor des Testgerätes genau in der Mitte des Leitstrahles liegt. In diesem Fall wird das Fadenkreuz des IR-Zielgerätes mit dem Wärmebild auf dem Testgerät zur Deckung gebracht. Der Reflektor und das erwähnte Wärmebild (Kreuz) kann auch derart auf dem Testgerät plaziert werden, dass die Auswirkung der Parallaxe zwischen verschiedenen Objektiven berücksichtigt worden ist, und das Testgerät kann sehr nahe beim Zielgerät angeordnet werden.

Figur 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, bei der ein fest angeordnetes Objektiv für das IR-Zielge-rät vorhanden ist. Bei diesem Beispiel werden die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet. So hat diese in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung einen Generator 1 zur Erzeugung eines Leitstrahlenbündels ; es ist ein Fernrohr 2 und ein selektiver Spiegel 3 vorhanden. Andererseits wird der ausrichtbare Spiegel 7 nur dazu verwendet, das Strahlenbündel A vom Generator 1 auszusenden und das sichtbare Licht B vom Ziel und seinem Hintergrund zu empfangen. Das Objektiv des IR-Zielgerätes ist fest angeordnet, und die vom Ziel ausgesandte IR-Strahlung C wird direkt vom IR-Empfänger 6 aufgenommen, der diese IR-Strahlung in ein elektrisches Ausgangssignal umwandelt, das zum Anzeigeteil 5 geleitet wird. Letzteres ist wie beim Beispiel nach Fig. 1 mit einem Fadenkreuz versehen, das auf elektrische Weise gebildet wird. Diese Vorrichtung weist hierfür einen Generator 11 zur Erzeugung des Fadenkreuzes auf, wobei weiterhin noch Steuerschaltungen vorhanden sind, die zur Steuerung des Fadenkreuzes auf dem Bildschirm dienen. Die Steuerschaltungen empfangen Signale von zwei Winkelübertragern 10, die mit den Drehachsen des Spiegels 7 in Verbindung stehen und die jeweils geschwenkte Lage des Spiegels 7 ermitteln. Auf diese Weise zeigen die Zielsymbole immer die Richtung an, die durch die Achse des Leitstrahlenbündels gegeben ist, ohne hierfür die durch den Spiegel abgelenkte Strahlung zu verwenden.

Beim Beispiel nach Fig. 2 findet die Einstellung des IR-Zielgerätes auf die gleiche Weise statt wie beim Beispiel nach Fig. 1, indem also das Abbild des Fadenkreuzes vom IR-Zielge-rät von der Bedienungsperson auf denselben Bereich eines be-abstandeten Objekts ausgerichtet wird, auf den das Fadenkreuz des optischen Zielgeräts zeigt, oder, wenn ein wärmeerzeugendes und reflektierendes Testgerät verwendet wird, das vorerwähnte Fadenkreuz zum Zusammenfallen mit dem Wärmebild des Testgeräts gebracht wird, wenn die Achse des Leitstrahlbündels auf dessen Reflektor liegt.

Figur 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein fest angeordnetes Objektiv des IR-Zielgerätes vorhanden ist. Durch die Steuerschaltung 11 wird das Abbild des Zieles auf dem Anzeigeschirm positioniert. Die Steuerschaltungen empfangen Signale von den Winkelübertragern 10 des schwenkbaren Spiegels 7. Bei dieser Anordnung wird das Abbild des Zieles auf dem Bildschirm der Anzeigeröhre 5 bewegt, und zwar be-

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züglich eines fest angeordneten Fadenkreuzes, das mechanisch re 5 starr zu verbinden. Das IR-Zielgerät kann mit einem me-

oder elektrisch gebildet wird. Die Lage des Abbildes kann von chanischen oder optischen Fadenkreuz 14 versehen werden, das

Hand durch Steuerorgane bestimmt werden. vor der Anzeigeröhre 5 angeordnet wird; es kann aber auch ein

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungs- auf elektrische Weise gebildetes Fadenkreuz vorhanden sein,

gemässen Vorrichtung, bei der ein feststehendes Objektiv beim 5 dass auf die vorerwähnte Weise justiert wird.

IR-Zielgerät verwendet wird. Bei diesem Beispiel sind ferner Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 und 2

Einrichtungen 12 und 13 vorhanden, die zur Steuerung der An- kann an die Stelle des Auges 8 auch eine Fernsehkamera ange-

zeigeröhre 5 selbst dienen. Die Teile 12 weisen Steuerschaltun- ordnet werden, so dass das sichtbare Bild auf einem Bildschirm gen auf, die Signale von den Winkelübertragern 10 empfangen, erscheint, der auch zur Anzeige der vom IR-Zielgerät 6 erhalte-

die an den Achsen des schwenkbaren Spiegels 7 angeordnet io nen Information verwendet werden kann. Die Sammeloptiken 4

sind, so dass wie beim Beispiel nach Figur 2 der Drehwinkel um können weggelassen werden, und die Anzeigeröhre 5 kann von eine vertikale Achse und um eine horizontale Achse ermittelt den übrigen Teilen der Zielvorrichtung getrennt angeordnet wird. Die Steuerschaltungen sind so angeordnet, dass die Anzei- werden.

geröhre 5 mittels der Einrichtung 13 auf mechanische Weise Das IR-Zielgerät 6 kann auch oder nur zum automatischen sowohl eine horizontale als auch vertikale Bewegung durch- 15 Bestimmen der Position eines Zieles verwendet werden und gibt führt. Die Einrichtungen 10,12 und 13 können aber auch durch dann Steuersignale zum Ausrichten des Spiegels 7, so dass das ein mechanisches Gestänge ersetzt werden ; es ist auch möglich, Leitstrahlbündel auf das Ziel trifft. Während der Zielverfolgung den Spiegel, der ausgerichtet werden kann, mit der Anzeigeröh- ist dann keine Anzeige auf einem Bildschirm erforderlich.

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2 Blatt Zeichnungen