EP0592948B1 - Verfahren zur autonomen Lagesteuerung von Lenkflugkörpern - Google Patents

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EP0592948B1
EP0592948B1 EP93116241A EP93116241A EP0592948B1 EP 0592948 B1 EP0592948 B1 EP 0592948B1 EP 93116241 A EP93116241 A EP 93116241A EP 93116241 A EP93116241 A EP 93116241A EP 0592948 B1 EP0592948 B1 EP 0592948B1
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EP
European Patent Office
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missile
data
computer
onboard
guided
Prior art date
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EP93116241A
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English (en)
French (fr)
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EP0592948A1 (de
Inventor
Wilfried Strentz
Günther Bittner
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Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Daimler Benz Aerospace AG
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Publication date
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Classifications

    • 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 method for autonomous position control of guided missiles which are launched from a carrier aircraft, wherein no data is transmitted to the guided missile from the carrier aircraft.
  • a weapon system is known from EP-A-0 547 637 in which a weapon is directed from a plane into a target. Both the aircraft and the weapon work with inertial navigation supported by satellite navigation (GPS). The weapon navigation data is entered by the carrier aircraft and then continued during the flight using GPS.
  • GPS satellite navigation
  • EP-A-0 368 738 shows a method for the sequence when starting an external load from a pylon of an airship with a computer, generator and an infrared light source located in the airship, which acts on a receiving device located on the external load.
  • the latter works together with a decoder and other electronic components in order to convert the received infrared pulses into programs for the takeoff and flight of the external load.
  • US-A-4 091 734 too, data is transmitted from a carrier aircraft to a weapon until it is dropped by means of infrared light rays, in which weapon these data are further processed for detonator information.
  • EP-A-0 432 902 relates to a rocket which launches even without a carrier aircraft and in whose memory the data for the entire flight are entered by a ground computer. The missile remains in a constant operating state due to further processing of the data.
  • EP-A-0 409 614 a rocket is launched from a pipe. Before the start there is an operator of one Computer via a line signals into a turning and rolling gyroscope of the missile, which are further processed into rudder deflections during the flight.
  • the invention has for its object to provide a method of the generic type, that is, to form an autonomous position control for guided missiles, which are started by a carrier aircraft which has no device for transmitting data to the guided missile.
  • the main advantage of the method according to the invention is to make an autonomous missile carried by a carrier aircraft independent of its carrier aircraft with regard to its launch and flight data. With the method it is therefore possible to launch guided missiles from a carrier aircraft, which as a result of its limited technical possibilities is not able to report data about the current position of the guided missile as well as about further flight and target data to the guided missile. Due to the method, these data are already entered on the ground in the computer of the guided missile, so that it can navigate from the ground using its inertial navigation and other navigation aids.
  • a pre-launch device is used, which inputs the data required for the navigation into the computer of the guided missile, which continuously calculates the change values from the inertial navigation and the further navigation aids. Even after a lengthy flight, the navigation device knows what position it is in without the need for further information from the aircraft.
  • the navigation device is also given the north direction via a compass coupled with the pre-takeoff device before takeoff. This value is also calculated using inertial navigation and the on-board computer until the end of the mission.
  • the compass can either belong to the missile or can also be part of the pre-launch device.
  • the on-board computer determines the horizontal position of the guided missile from the rest values of the accelerometers, i.e. from the components of gravitational acceleration. The guided missile does not have to be aligned horizontally for this purpose, since it is sufficient to save the starting position.
  • the autonomous flight guidance and self-guidance of the guided missile begins immediately after the data transfer from the pre-launch device. From this moment on, therefore, a constant and uninterrupted power supply to the inertial platform and the on-board computer must be ensured. This is done by an electric battery, which remains switched on from the time the initial data is transferred, and is also used as a backup battery to prevent data loss, even on longer flights, if the power supply is to be provided by the carrier aircraft's electrical system.
  • data for the following navigation aids can also be entered into the computer to fulfill the missile's mission: radar altimeter, Doppler speedometer, satellite navigation (GPS), laser range finder, infrared seeker head, engine control and security system.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur autonomen Lage steuerung von Lenkflugkörpern, welche von einem Trägerflugzeug aus gestartet werden, wobei vom Trägerflugzeug keine Daten zum Lenkflugkörper übertragen werden.
  • Aus der EP-A-0 547 637 ist ein Waffensystem bekannt, bei dem von einem Flugzeug eine Waffe in ein Ziel gelenkt wird. Sowohl das Flugzeug als auch die Waffe arbeiten mit einer durch Satelliten-Navigation (GPS) unterstützten Trägheitsnavigation. Die Daten für die Waffennavigation werden von dem Trägerflugzeug eingegeben und dann während des Fluges mit Hilfe von GPS weitergeführt.
  • Die EP-A-0 368 738 zeigt ein Verfahren für den Ablauf beim Starten einer Außenlast von einem Pylon eines Luftschiffes mit einem im Luftschiff befindlichen Rechner, Generator und einer infraroten Lichtquelle, die auf eine auf der Außenlast befindliche Empfangseinrichtung wirkt. Letztere arbeitet mit einem Decoder und weiteren elektronischen Bauteilen zusammen, um die empfangenen Infrarotimpulse in Programme für den Start und den Flug der Außenlast umzusetzen. Auch bei der US-A-4 091 734 werden von einem Trägerflugzeug laufend bis zum Abwurf mittels Infrarot-Lichtstrahlen Daten an eine Waffe übermittelt, in der diese Daten für Zünderinformationen weiterverarbeitet werden.
  • Die EP-A-0 432 902 bezieht sich auf eine selbst ohne Trägerflugzeug startende Rakete, in deren Speicher von einem Bodenrechner die Daten für den gesamten Flug eingegeben werden. Durch Weiterverarbeitung der Daten verbleibt die Rakete in einem ständigen Betriebszustand. Bei der EP-A-0 409 614 wird eine Rakete aus einem Rohr gestartet. Vor dem Start gibt ein Operator von einem Computer über eine Leitung Signale in einen Wende- und Rollkreisel der Rakete, die während des Fluges zu Ruderausschlägen weiterverarbeitet werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art zu schaffen, also eine autonome Lagesteuerung für Lenkflugkörper auszubilden, welche von einem Trägerflugzeug, das keine Einrichtung zur Übermittlung von Daten auf den Lenkflugkörper aufweist, gestartet werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, einen von einem Trägerflugzeug getragenen autonomen Flugkörper bezüglich seiner Start- und Flugdaten von seinem Trägerflugzeug unabhängig zu machen. Mit dem Verfahren besteht also die Möglichkeit, Lenkflugkörper auch von einem Trägerflugzeug zu starten, das infolge seiner begrenzten technischen Möglichkeiten nicht in der Lage ist, Daten über die augenblickliche Lage des Lenkflugkörpers sowie über weitere Flug- und Zieldaten an den Lenkflugkörper zu melden. Aufgrund des Verfahrens werden diese Daten bereits am Boden in den Rechner des Lenkflugkörpers eingegeben, so daß dieser mit Hilfe seiner Trägheitsnavigation und anderer Navigationshilfen bereits vom Boden aus navigieren kann. Dabei wird erfindungsgemäß ein Vorstartgerät zu Hilfe genommen, das die für die Navigation benötigten Daten in den Rechner des Lenkflugkörpers eingibt, der die Änderungswerte von der Trägheitsnavigation und den weiteren Navigationshilfen laufend weiterrechnet. Auch nach längerem Tragflug weiß somit das Navigationsgerät, in welcher Lage es sich befindet, ohne daß weitere Informationen vom Flugzeug nötig sind.
  • Um die bei längeren Tragflügen auftretenden Fehler infolge Erddrehung kompensieren zu können, wird dem Navigationsgerät vor dem Start außerdem die Nordrichtung über einen mit dem Vorstartgerät gekoppelten Kompaß eingegeben. Auch dieser Wert wird mittels der Trägheitsnavigation und des Bordrechners bis zum Ende der Mission weitergerechnet. Dabei kann der Kompaß entweder zum Flugkörper gehören oder auch Bestandteil des Vorstartgerätes sein. Die horizontale Lage des Lenkflugkörpers ermittelt der Bordrechner aus den Ruhewerten der Beschleunlgungsaufnehmer, d.h. aus den Komponenten der Erdbeschleunigung. Der Lenkflugkörper muß zu diesem Zweck nicht horizontal ausgerichtet werden, da es reicht, die Ausgangslage zu speichern.
  • Die autonome Flugführung und Selbstlenkung des Lenkflugkörpers beginnt sofort nach der Datenübernahme vom Vorstartgerät. Daher muß von diesem Augenblick an für eine ständige und unterbrechungsfreie Stromversorgung der Trägheitsplattform und des Bordrechners gesorgt sein. Dieses erfolgt durch eine elektrische Batterie, die vom Zeitpunkt der Übergabe der Anfangsdaten an eingeschaltet bleibt und auch bei länger dauernden Flügen, wenn die Stromversorgung durch das Bordnetz des Trägerflugzeuges erfolgen sollte, ständig zur Verhinderung von Datenverlusten als Pufferbatterie betrieben wird.
  • Zur Erfüllung der Mission des Lenkflugkörpers können in den Rechner außer den Daten für die Trägheitsnavigation noch Daten für nachfolgende Navigationshilfen eingegeben werden: Radarhöhenmesser, Doppler-Geschwindigkeitsmesser, Satelliten-Navigation (GPS), Laser-Entfernungsmesser, Infrarot-Suchkopf, Triebwerkssteuerung und Sicherheitssystem.

Claims (7)

  1. Verfahren zur autonomen Lagesteuerung von Lenkflugkörpern, welche von einem Trägerflugzeug aus gestartet werden, wobei vom Trägerflugzeug keine Daten zum Lenkflugkörper übertragen werden, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensschritte:
    Einspeisen von Daten der augenblicklichen Position sowohl von Flug- als auch Zieldaten in einen an Bord des Flugkörpers befindlichen Rechner, wobei die Daten eingespeist werden, während sich der Flugkörper am Boden befindet;
    Starten des Trägerflugzeuges und Hinauftragen des Flugkörpers in die Luft;
    laufende Ergänzung der in den Rechner eingegebenen Anfangs daten durch Änderung der Werte von einem Trägheitsnavigationssystem einschließlich von einem oder mehreren an Bord des Flugkörpers befindlichen Navigationshilfsmitteln ohne Mitwirkung des Trägerflugzeuges, wobei diese Werte weiter gerechnet werden zur Durchführung einer autonomen Flugführung und Selbstlenkung des Flugkörpers;
    Aufrechterhalten einer Stromversorgung an Bord des Flugkörpers beginnend vom Augenblick der Datenübernahme und Weiterführung während der Dauer der Mission.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Vorstartgerät die Anfangsdaten in den Rechner des Lenkflugkörpers eingegeben werden.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom Bordrechner die Anfangslage des Lenkflugkörpers in Bezug auf Nord gespeichert wird, wobei diese aus den elektrischen Werten eines zur Längsachse ausgerichteten Kompasses gewonnen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Lenkflugkörper vorhandener Kompaß genutzt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Vorstartgerät gekoppelter Kompaß verwendet wird.
  6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden vom Bordrechner die horizontale Lage des Lenkflugkörpers aus den Rechenwerten von Beschleunigungsaufnehmern ermittelt wird.
  7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rechner des Lenkflugkörpers außer den Daten für die Trägheitnavigation noch Daten für nachfolgende Navigationshilfen eingegeben werden können: Radarhöhenmesser, Doppler-Geschwindigkeitsmesser, Satelliten-Navigation(GPS), Laser-Entfernungsmesser, Infrarot-Suchkopf, Triebwerkssteuerung und Sicherheitssystem.
EP93116241A 1992-10-16 1993-10-07 Verfahren zur autonomen Lagesteuerung von Lenkflugkörpern Expired - Lifetime EP0592948B1 (de)

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EP0592948A1 EP0592948A1 (de) 1994-04-20
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