DE3238897C2 - Testeinrichtung für IR-Suchköpfe von Flugkörpern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Testeinrichtung für die Prüfung der Funktionsfähigkeit von Flugkörpern mit IR-Suchköpfen, bei der zur Erzielung hochgenauer, realistischer und reproduzierbarer Testergebnisse einem in den drei Achsen beweglichen Aufnahmetisch eine Projektionseinheit für IR-Filme zugeordnet ist und die Steuerung der Testeinrichtung vom IR-Suchkopf anhand der Filmsignale mittels eines Rechners selbst durchgeführt wird.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Testeinrichtung für die Prüfung der Funktionsfähigkeit der IR-Suchköpfe von Flugkörpern.

Bisher wurden solche Testeinrichtungen als rechner- eo gesteuerte Simulatoren mit einer Bewegungsfreiheit in allen drei Translations- und Rotationsfreiheitsgraden in einer Modellandschaft ausgebildet, d. h. die Testeinrichtung bzw. der Simulator, in welchem der Flugkörper fixiert war, vollführte diejenigen Lageänderungen, die b5 von der FK-Suchkopf- und FK-Lenk-Elektronik generiert wurden. Bei jeder einzelnen Änderung wurde kontrolliert, ob der Flugkörper in entsprechender Form auf das in der Modellandschaft dargestellte Ziel reagierte. Abgesehen vom sehr aufwendigen Modellaufbau solcher Simulatoren waren auch die Testversuche sehr zeitaufwendig, unrealistisch, nicht in Echtzeit durchführbar und nur unter hohem Aufwand reproduzierbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Testeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche dem IR-Suchkopf eine realistische Szene anbietet und mit der ohne den bisherigen hohen Aufwand hochgenaue, reproduzierbare, realistische und in Echtzeit durchführbare Testergebnisse erzielt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 niedergelegten Maßnahmen in zuverlässiger und aufwandsarmer Art gelöst In der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ist die Erfindung erläutert und in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 in perspektivischer Draufsicht den gesamten Aufbau der vorgeschlagenen Testeinrichtung;

F i g. 2 ein Blockschaltbild der vorgeschlagenen Testeinrichtung.

Die vorgeschlagene Testeinrichtung besteht im wesentlichen aus drei Baueinheiten, nämlich dem in den drei Achsen 10a, 10b, 10c durch Stellglieder 31a bis 31c, 32a bis 32c beweglichen Aufnahmetisch 10 für den Flugkörper 12, einer Projektionseinheit 14, die dem Aufnahmetisch 10 gegenüber auf einem in der horizontalen Ebene im Halbkreis durch das Stellglied 31d, 32d schwenkbaren Tragelement 21 angeordnet ist, und einem Rechner 30, der mit den Aktuatoren 31a bis 31c/ und Positionsgebern 32a bis 32c/ von Aufnahmetisch 10 und Tragelement 21, mit dem Projektor 14, dem Flugkörper 12 und der Konsole 33 für Eingabe und Testausgabe verbunden ist und der den gesamten Testablauf steuert und dessen Ergebnis anzeigt. Auf dem Aufnahmetisch 10 ist der mit einem IR-Suchkopf 13 ausgerüstete Flug- bzw. Projektilkörper 12 kardanisch aufgehängt.

Die Projektionseinheit 14 setzt sich aus einer IR-Projektionsoptik 16, zwei nahezu gleichen lR-Filmen 15a, 156 mit Filmtransporteinrichtungen 15c, 15c/, einem Strahlaufweiter 17 und einem CC>2-Laser 18 zusammen. Der IR-FiIm 15a wie auch derjenige 15Z> enthalten die gleichen realistischen Filmszenen von Zielen und Scheinzielen in natürlicher Umgebung, die dem Suchkopf 13 zur Funktionsfähigkeitsprüfung des gesamten Flugköipers 12 übermittelt werden. Die beiden Filme 15a, 156 laufen um den Einzelbildabstand zeitversetzt miteinander ab, so daß kein Flackern des Filmes aufgrund der Dunkelpausen von Bild zu Bild auftritt und eine einzige, kontinuierliche Szene entsteht Die IR-Filme selbst werden vorher im 8 bis 14μm-Wellenlängenband aufgenommen und werden beim Test durch einen CO₂-Laserstrahl beleuchtet, der im lO^m-Wellenlängenband liegt. Durch die realistischen Filmszenen, die in Echtzeit ablaufen können, wird der Flugkörper 12 daraufhin kontrolliert, ob der Suchkopf 13 im Verlaufe des Filmes richtig arbeitet und der FK-Rechner 12a die richtigen Nachführsignale für die FK-Lenkung \2b erzeugt. Der Rechner 30 registriert die einzelnen Suchkopfsignale und Lenkkommandos des Flugkörpers 12, steuert die Positionen von Aufnahmetisch 10 und Projektionseinheit 14 sowie die Filmgeschwindigkeit und stellt gleichzeitig einen Soll-lstwertvcrgleich der verschiedenen Signale an. Jeder zum Test anstehende IR-Suchkopf wird mit den gleichen Filmszenen überprüft, wobei die Filmgeschwindigkeit dem simulierten Flugpfad und der simulierten Fluggeschwindigkeit entspricht.

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■| Um absolut realistische Verhältnisse zu schaffen, ist

'Kid: — wie eingangs schon erwähnt — der Aufnahmetisch 10 W und die Projektionseinheit 14 voneinander in der verti- Th kalen Schwenkachse 10a entkoppelt, & h die Projeki^:; tionseinheit ist in einem Winkel von ca. 180° um den i:ß Aufnahmetisch 10 schwenkbar, so daß ein Schielwinke] W des Suchkopfes beiderseits der Fiugkörperachse von eto| wa 90° möglich wird.

'■.;'' Der Abstand zwischen Suchkopf 13 und Projektionseinheit 14, die Durchmesser von Suchkopf 13 -und /Q Strahlaufweiter 17 sowie dessen Brennweite sind so ab- :?1 gestimmt, daß die projizierte Szene den Suchkopf voll K₁ beleuchtet und dessen momentanes Gesichtsfeld aus- _:: füllt. Wandert z. B. ein in Sollrichtung festzuhaltendes fk Ziel in der projezierten Szene aus, so erzeugt der Suchff kopf 13 über den FK-Rechner 12a die entsprechenden If Kommandos für die FK-Lenkung 126, so daß über den 'ä Rechner 30 der Aufnahmetisch 10 und damit die FK-f-i Flugrichtung entsprechend geändert und die Sollrich- H tung des Ziels wieder hergestellt wird. Wandert das Ziel ,"; schneller aus, als durch die FK-Lenkung kompensiert r: werden kann, so muß der (z. B. kardanisch im Flugkör- ; per aufgehängte) Suchkopf bewegt werden, so daß ein

Schielwinkel zwischen den Achsen von Flugkörper und , Suchkopf entsteht. Damit das Suchkopfgesichtsfeld dabei nicht aus der projizierten Szene herausläuft, wird die Projektionseinheit 14 mittels Tragelement 21 und Aktuator 3id, 32c/ entsprechend bewegt. Diese Bewegung braucht nur in einer Ebene zu erfolgen; eine Bewegung in der dazu senkrechten Ebene wird durch Drehen des Aufnahmetisches 10 um die Achse 10c simuliert.

Ein realistischer IR-FiIm kann z. B. derart hergestellt werden, daß in einem voll funktionsfähigen Flugkörper

von dem Typ, welcher später getestet werden soll, eine IR-Kamera eingebaut wird und der Flugkörper auf ein ^: typisches Ziel in typischer Umgebung abgefeuert wird.

Die IR-Kamera wird dabei so gesteuert, daß sie immer • in Suchkopfrichtung blickt und dabei ein Gesichtsfeld

erfaßt, das hinreichend größer als das Suchkopfgesichtsfeld ist. Dadurch ist gewährleistet, daß später die Testeinrichtung jedem Flugkörper innerhalb gewisser Fertigungsstreuungen eine IR-Szene anbietet, wobei das Suchkopfgesichtsfeld immer innerhalb der IR-Szene bleibt.

Durch diese realistische Tatsachen darstellende Testeinrichtung ist gegenüber den bisher unter hohem Geräteaufwand erstellten Simulatoren nicht nur eine aufwandsarme Einrichtung geschaffen, sondern sie benötigt auch nur wenig Raum und arbeitet auch hochgenau. Es werden reproduzierbare realistische Testergebnisse erzielt, denn der 1R-Suchkopf steuert die Testeinrichtung selbst und schafft so die gleichen Verhältnisse, wie er sie in Wirklichkeit bzw. im Einsatz auch schaffen würde. Da jeder IR-Suchkopf der Serie mit dem gleichen Film geprüft wird, sind die Unterschiede von Kopf zu Kopf genau feststellbar, die einzelnen Toleranzen lassen sich hochgenau feststellen und damit auch ggf. Fertigungskorrekturen etc. ermitteln.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Testeinrichtung für die Prüfung der Funktionsfähigkeit der IR-Suchköpfe von Flugkörpern, da- durch gekennzeichnet, daß einem in drei Achsen durch Stellglieder (31a bis 31c, 32a bis 32c) beweglichen Aufnahmetisch (10) für die kardanische Aufhängung des Flugkörpers (12) eine Projektionseinheit (14) für IR-Filme (15a, i5b) zur realistischen Szenendarstellung zugeordnet ist und die Steuerung der Testeinrichtung vom IR-Suchkopf (13) anhand der Filmsignale mittels eines Rechners (30) selbst durchgeführt wird.

2. Testeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- is kennzeichnet, daß der Projektionsoptik (16) der Projektionseinheit (14) ein Strahlaufweiter (17) vorgeschaltet und auf den gegenüberliegenden zu prüfenden FK-Suchkopf (13) gerichtet ist

3. Testeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die projizierte IR-Szene den Suchkopf voll beleuchtet und ein Gesichtsfeld ausfüllt, das größer als das momentane Gesichtsfeld des IR-Suchkopfs (13) ist

4. Testeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet daß zur Projektion der IR-Filme (15a, 15tyein IR-Laser (18) angeordnet ist, der im Wellenlängenbereich des Suchkopfes (13) arbeitet.

5. Testeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch'gekennzeichnet, daß zwei nahezu identische Filme (15a, 15b), die gegenseitig um die Länge der einzelnen Projektionspausen zeitversetzt ablaufen, gleichzeitig in Richtung des Flugkörpersuchkopfes (13) projiziert werden.

6. Testeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Aufnahmetisch (10) und der Projektionseinheit (14) ein Rechner (30) zur Steuerung der Stellglieder (31a bis 31c/, 32a bis 32d), der Projektionsgeschwindigkeit und für den Soll-lstwertvergleich der verschiedenen Signale zugeordnet ist.

7. Testeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionseinheit (14) um die vertikale Schwenkachse (10a; durch ein Stellglied (31 d, 32d) schwenkbar angeordnet ist.

8. Testeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionseinheit (14) einen horizontalen Schwenkbereich von ca. 180° um die vertikale Schwenkachse (1Oa^ aufweist.