CH693863A5 - Anordnung zur Flugbahnkorrektur von Flugkorpern. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Flugbahnkorrektur von Flugkörpern,  wie Geschossen, Raketen u.dgl. mithilfe eines Laserleitstrahles nach  dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. 



   Zur Erhöhung der Trefferwahrscheinlichkeit, insbesondere bei der  Bekämpfung sich bewegender Ziele, ist neben einer optimalen Feuerleitung  und einer geringen Flugzeit auch eine Korrektur der Flugbahn der  Geschosse, vor allem bei gesteigerter Reichweite, unumgänglich. Hierzu  ist es erforderlich, die Geschossablage sowie bei rotierenden Geschossen  auch die Rollwinkellage zu ermitteln, damit die Auslösung der Korrekturimpulse  zeitrichtig erfolgen kann, um eine Annäherung an die Sollflugbahn  zu erreichen. 



   Zur Ermittlung der Geschossablage ist es bereits aus den Schriften  DE 2 543 606 C2 und DE 4 110 766 A1 bekannt, an dem jeweiligen Geschoss  eine Lichtquelle, z.B. einen pyrotechnischen Leuchtsatz oder eine  Laserlichtquelle, und in einer der Abfeuervorrichtung zugeordneten  Messvorrichtung einen opti   schen Empfänger anzuordnen. Nachteilig  ist bei diesen bekannten Vorrichtungen vor allem der Aufwand, der  mit der Anordnung einer separaten Lichtquelle an dem jeweiligen Geschoss  verbunden ist. 



   Bekannt geworden sind ferner Vorrichtungen, bei denen die jeweilige  Geschossablage nicht von einer der Abfeuervorrichtung zugeordneten  Messvorrichtung ermittelt wird, sondern von dem jeweiligen Geschoss  selbst. Hierzu wird ein um die Sollflugbahn des Geschosses rotierender  Laserstrahl benutzt. Aus der Laufzeit zwischen einer Referenzposition  und der Position, bei welcher der Laserstrahl auf das Geschossheck  trifft, bestimmt dann die geschossseitig angeordnete Empfangsvorrichtung  die Ablage des Geschosses. Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung  der relativ hohe für die geschossseitige Empfangsvorrichtung benötigte  Aufwand. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung der eingangs  erwähnten Art anzugeben, mit der auf einfache Weise die Ablage von  Flugkörpern ermittelt werden kann. 



   Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles  des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen  der Erfindung offenbaren die abhängigen Patentansprüche. 



   Im Wesentlichen liegt der Erfindung der Gedanke zu Grunde, die Ablagemessung  - wie im Falle der beiden eingangs erwähnten Schriften DE 2 543 606  C2 und DE 4 110 766 A1 - in der der Abfeuervorrichtung zugeordneten  Messvorrichtung vorzunehmen. Anders als in diesen Schriften befindet  sich in der Messvorrichtung aber nicht nur der optische Empfangsdetektor,  sondern auch die für die Ablagemessung benötigte optische Lichtquelle.  Der jeweilige Flugkörper weist an seinem Boden    ein oder mehrere  Tripelelemente auf, welche den von der Messvorrichtung kommenden  Lichtstrahl zu dieser zurückreflektieren und somit die Bestimmung  der Lage des Flugkörpers im Raum (Tracking) ermöglichen. 



   Um eine gute Raumauslastung an dem Flugkörper und eine möglichst  hohe Intensität am Empfangsdetektor der Messvorrichtung zu erhalten,  werden die Tripelelemente vorteilhafterweise etwa kreisförmig um  die am Flugkörperboden üblicherweise zentral angeordnete Empfangsoptik,  durch die der Laserleitstrahl in die flugkörperseitige Empfangsvorrichtung  gelangt, herum befestigt. 



   Im Falle von Flugkörpern mit einem Leitwerk, können die Tripelelemente  auch an den Leitwerksenden angeordnet werden. 



   Bei Verwendung von rotierenden Flugkörpern hat sich besonders vorteilhaft  erwiesen, die Tripelelemente ungleichmässig um die Empfangsoptik  herum zu verteilen. Denn durch Auswertung der an den Tripelelementen  reflektierten Lichtsignalen (z.B. durch räumlich hochauflösende Matrixdetektoren)  lässt sich in diesem Fall auf einfache Weise die Rollage des jeweiligen  Flugkörpers am Boden ermitteln und zur Wahl des richtigen Korrekturzeitpunktes  heranziehen. Eine aufwändige Rollagebestimmung durch eine zusätzliche  Instrumentierung im Flugkörper (z.B. durch Kreisel) entfällt in diesem  Fall. 



   Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus  den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen.  Es zeigen:      Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Flugbahnkorrektur  von Geschossen mit einer Abfeuervorrichtung und einer Messvorrichtung  zur Bestimmung der Geschossablage;       Fig. 2 eine Draufsicht  auf den Boden eines Geschosses mit auf einem Kreis gleichmässig verteilter  Tripelelemente;     Fig. 3 eine Draufsicht auf den Boden eines  Geschosses mit ungleichmässig verteilten Tripelelementen und     Fig. 4 einen Längsschnitt des heckseitigen Teiles eines Geschosses  mit Tripelelementen und einer Empfangsvorrichtung.  



   In Fig. 1 ist mit 1 schematisch eine Maschinenwaffe mit einem Feuerleitsystem  2 zur Zieldatenerfassung und einer Laservorrichtung 3 zur Erzeugung  eines Leitstrahles 4 angedeutet. Aus der Maschinenwaffe 1 ist ein  Geschoss 5 auf ein Ziel 6 abgefeuert. 



   Zur Messung der Ablage des Geschosses 5 ist eine Messvorrichtung  7 vorgesehen, die im Wesentlichen aus einem Laser 8, einem optischen  Empfangsdetektor 9 und einer elektronischen Auswerteeinheit 10 besteht.  Der Laser 8 erzeugt einen mit 11 bezeichneten Laserstrahl, welcher  an den am Boden 12 des Geschosses 5 angeordneten und im Folgenden  noch näher beschriebenen Tripelelementen reflektiert wird. Der reflektierte  Laserstrahl 13 gelangt anschliessend in den Empfangsdetektor 9 der  Messvorrichtung 7 und wird dort zur Ermittlung der Geschossablage  und gegebenenfalls zur Rollagebestimmung in der elektronischen Auswerteeinheit  10 weiterverarbeitet. 



   In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Geschoss-boden 12 dargestellt.  Dabei ist mit 14 eine Empfangsoptik bezeichnet, durch die der Leitstrahl  4 in eine im heckseitigen Teil des Geschosses 5 angeordnete Empfangsvorrichtung  zur Auslösung entsprechender Korrekturimpulse gelangt. Um die Em-pfangsoptik  14 herum sind Tripelelemente 15 gleichmässig verteilt angeord   net,  die den Laserstrahl 11 (Fig. 1) zur Messvorrichtung 7 zurückreflektieren.                                                      



   Bei den an sich bekannten Tripelelementen 15 handelt es sich jeweils  um drei jeweils unter 90 DEG  zueinander stehenden Spiegelflächen,  die derart orientiert sind, dass ein in das Tripelelement einfallender  Lichtstrahl nach dreifacher Reflexion um 180 DEG  abgelenkt ist und  in die Ausgangsrichtung zurückkehrt. Dabei ist die Strahlenumlenkung  unabhängig von dem Einfallswinkel. 



   Bei rotierenden Geschossen muss zur Ermittlung des richtigen Korrekturzeitpunktes  und des richtigen Korrekturwinkels auch die Rollage des Geschosses  bekannt sein. Die Rollage lässt sich mithilfe der von den Tripelelementen  reflektierten Laserlichtstrahlen erfindungsgemäss auf besonders einfache  Weise bestimmen, wenn die Tripelelemente am Geschossboden ungleichmässig  verteilt sind. Dieses ist in Fig. 3 dargestellt: Hierbei ist mit  12' der Boden eines drallstabilisierten Geschosses bezeichnet. Die  Empfangsoptik für den Leitstrahl ist wiederum mit 14 und die Tripelelemente  sind mit 15 bezeichnet. 



   Den Längsschnitt des heckseitigen Teiles eines Geschosses 5, mit  einem Geschossboden, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, zeigt Fig.  4. Dabei ist noch einmal dargestellt, wie der Laserstrahl 11 an den  Tripelelementen 15 reflektiert und der Leitstrahl 4 durch die Empfangsoptik  14 (im dargestellten Beispiel als Linse angedeutet) in die Empfangsvorrichtung  gelangt. Die Empfangsvorrichtung besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel  im Wesentlichen aus zwei Sensoren 16, 17, denen in Richtung der Längsachse  100 Polarisatoren 18, 19 vorgeschaltet sind, und einer elektronischen  Auswerteeinheit 20, die entsprechende Signale zur Auslösung der Korrekturladungen  (nicht dargestellt) erzeugt. 



     Der Sensor 16 dient als Rollagesensor und kann bei der im Zusammenhang  mit der Fig. 3 beschriebenen Rollagebestimmung - mittels ungleichförmiger  Verteilung der Tripelelemente - entfallen. Der Sensor 17 stellt den  eigentlichen Empfangssensor dar. Die durch den Sensor 17 erzeugten  elektrischen Signale werden in der Auswerteeinheit 20 dekodiert und  eine entsprechende Lagekorrektur des jeweiligen Geschosses 5 - etwa  durch Zünden einer Korrekturladung - eingeleitet.    Bezugszeichenliste  



   1 Maschinenwaffe, Abfeuereinrichtung 



   2 Feuerleitsystem 



   3 Laservorrichtung 



   4 Leitstrahl 



   5 Geschoss, Flugkörper 



   6 Ziel 



   7 Messvorrichtung 



   8 Laser 



   9 Empfangsdetektor 



   10 Auswerteeinheit 



   11 Laserstrahl 



   12, 12' Geschossböden 



   13 reflektierter Laserstrahl 



   14 Empfangsoptik 



   15 Tripelelemente 



   16, 17 Sensoren 



   18, 19 Polarisatoren 



   20 Auswerteeinheit 



   100 Längsachse

Claims (4)

1. Anordnung zur Flugbahnkorrektur von Flugkörpern (5), wie Geschossen, Raketen mithilfe eines Laserleitstrahles (4), wobei in einer einer Abfeuereinrichtung (1) zugeordneten und einen optischen Empfangsdetektor (9) enthaltenden Messvorrichtung (7) die jeweilige Flugkörperablage ermittelt und zur Gewinnung eines entsprechenden Korrektursignales verarbeitet wird, und wobei dieses Korrektursignal dann durch Kodierung des Laserleitstrahles (4) auf eine in dem jeweiligen Flugkörper heckseitig angeordnete Empfangsvorrichtung übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (7) zur Ermittlung der jeweiligen Flugkörperablage zusätzlich zu dem optischen Empfangsdetektor (9) auch eine optische Lichtquelle (8) zur Erzeugung eines Lichtstrahles (11) aufweist, und dass an dem Boden (12, 12') oder an den Leitwerksenden des jeweiligen Flugkörpers (5)

Tripelelemente (15) angeordnet sind, die den einfallenden Lichtstrahl (11) unabhängig von dem jeweiligen Einfallswinkel in seine Ausgangsrichtung zurückreflektieren.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tripelelemente (15) eine am Flugkörperboden (12, 12') zentral angeordnete Empfangsoptik (14) für den Laserleitstrahl (4) kreisförmig umgeben.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tripelelemente (15) gleichmässig verteilt sind.

4.

Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Boden (12') des jeweiligen Flugkörpers (5) die Tripelelemente (15) angeordnet sind, die den einfallenden Lichtstrahl (11) unabhängig von dem jeweiligen Einfallswinkel in seine Ausgangsrichtung zurückreflektieren, und dass die Tripelelemente (15) eine an dem Boden des Flugkörpers (12') zentral angeordnete Empfangsoptik (14) für den Laserleitstrahl (4) kreisförmig umgeben, und dass die Tripelelementen (15) ungleichmässig verteilt sind.