DE3505804C2

DE3505804C2 -

Info

Publication number: DE3505804C2
Application number: DE19853505804
Authority: DE
Inventors: Christian Diehl; Ernst Dr. Lill; Horst 8000 Muenchen De Kirsche
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: LFK Lenkflugkoerpersysteme GmbH
Priority date: 1984-11-16
Filing date: 1985-02-20
Publication date: 1989-12-28
Also published as: DE3505804A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Leitstrahl- und Nachführeinrichtung zur Steuerung von schnellfliegenden Flugkörpern, insbesondere von lenkbaren Granaten mit einer optischen Zielerfassungseinrichtung und einer paral lel dazu ausgerichteten optischen Anordnung eines Leitstrahllasers und eines Referenzlasers, deren Lichtstrahlen über Ablenkeinrichtungen zur Erzeugung einer räumlichen und zeitlichen Modulation zum Zweck der Ei gennachführung des Flugkörpers geführt werden, und einer die reflektier ten Lichtsignale bezüglich der Richtung, Entfernung und Geschwindigkeit eines Zieles auswertenden Empfangseinrichtung nach Patent 34 41 921.

Aus der DE-PS 26 58 689 ist ein Leitverfahren für Flugkörper bekannt, welches einen auf einer Spiralbahn ausgelenkten Laserstrahl zur Steue rung eines Flugobjektes verwendet. Eine Nachführung bezüglich einer auf das Ziel gerichteten Visierlinie ist hierbei nicht vorgesehen.

Die US-PS 41 11 383 beschreibt eine Steuereinrichtung für Flugkörper nach dem Beamrider-Prinzip, die Laser aufweist, die in X- und Y-Koordi natenrichtungen zur Erzeugung eines Leitstrahls abgelenkt werden. Weiter hin sind ein Synchronisationslaser und ein Teleskopvisier angegeben, wo bei Mittel zur Ansteuerung des Synchronisationslasers zu den Zeitpunkten vorgesehen sind, an denen die in das Visier eingespiegelten Strahlen der Leitstrahllaser die Visierlinie zum Ziel kreuzen. Diese Art der Nach führung erweist sich in der Praxis als träge und im Vergleich zur Leit strahlführung der Flugkörper als recht ungenau.

Die in P 34 41 921.7 beschriebene Leitstrahl- und Nachführeinrichtung ermöglicht eine hochgenaue Zielerfassung und Steuerung von Flugkörpern nach dem Beamrider-Prinzip, ist jedoch nur für gute atmosphärische Bedingungen geeignet.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Leitstrahl- und Nachführeinrichtung nach dem Beam rider-Prinzip gemäß P 34 41 921.7 so zu verbessern, daß eine hochgenaue Zielerfassung und Nachführung des Steuersystems auch bei schlechten Wetterbedingungen er möglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn zeichnenden Teil des Anspruchs beschriebenen Merkmale gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung darge stellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Figur zeigt den vereinfacht dargestellten Aufbau einer Projektions- und Empfangseinrichtung eines Steuersystems für Flugkörper nach dem Beamrider-Prin zip. Die Einrichtung weist zunächst zwei Laser 4, 12 auf. Der erste Laser 4 ist ein Festkörperlaser (z. B. Erbium) und dient als Lichtquelle für den Leitstrahl 3, der in der XY-Ablenkeinheit 5 spiralig ausgelenkt wird und über die Hintereinanderschaltung einer Konversions optik 35, einer Aufweiteoptik 36 und einem stabilisier ten Spiegel den Projektor verläßt. Der Lichtstrahl des zweiten Festkörperlasers 12, der als Referenzlaser für die zeitliche Synchronisation Verwendung findet, wird über einen Modulator 13 und eine Optik 6 abgestrahlt.

Als dritter Laser 2 wird ein CO₂-Wellenleiterlaser verwendet, dessen Lichtstrahl 1 über einen dichroiti schen Spiegel 16 in den Strahlengang 3 des Leitstrahl lasers 4 eingekoppelt und damit auch über die Ablenk einrichtung 5 geführt wird. Dieser dritte Laser 2 dient in bekannter Weise zur Markierung der Zielsilhouette.

Das vom beleuchteten Ziel zurückgestreute Licht 7 wird über eine Optik 8 geführt, in deren Strahlengang über die Spiegel 19 ein Teil des CO₂-Laserstrahls einge blendet wird, und vom Überlagerungsempfänger 9 aufge nommen. Dessen Ausgangssignal wird über eine Auswerte schaltung 10 der Steuereinrichtung 11 zugeleitet. Diese nicht näher ausgeführte Steuereinrichtung dient zur Ko ordination aller Vorgänge in der Leitstrahl- und Nach führeinrichtung, insbesondere zur Ansteuerung der Laser 2, 4, 12, des Modulators 13 und der Ablenkeinrichtung 5. Zusätzlich weist die Steuereinrichtung 11 einen Servo- Ausgang 14 zur Ansteuerung eines Antriebes für die Nachführeinrichtung auf. Außerdem können über einen Signaleingang 15 extern gewonnene Daten zum Zweck der Ausrichtung der Nachführeinrichtung eingegeben werden. Im Strahlengang des Leitstrahllasers 4 ist noch ein weiteres optisches Auskoppelmittel 17 vorgesehen, das jeweils einen Teil des vom Leitstrahllasers 4 und vom Nachführlaser 2 abgestrahlten Lichts auf einen Detektor 18 lenkt, wodurch auf nicht näher beschriebene Weise über die Steuereinrichtung 11 eine Harmonisierung des Leitstrahl- und des Nachführlasers vollzogen werden kann.

Die vorliegende Leitstrahl- und Nachführeinrichtung ist also aufgrund der verschiedenen Laser-Wellenlängen, die benutzt werden, ein Zweifarben-System. Wie in P 34 41 921.7 werden die Flugkörper mit einem Festkörper laser gelenkt. Um die Einrichtung jedoch auf ein Ziel nachzuführen, wird für den Nachführlaser 2 ein CO₂- Wellenleiterlaser, der mit einer Wellenlänge von 10,6 µm arbeitet, verwendet, da der CO₂-Laserstrahl viel eher imstande ist, bei ungünstigen Wetterverhält nissen vom Projektor zum Ziel und wieder zurück zum Empfänger beim Projektor zu gelangen. Der Weg durch die Atmosphäre muß vom Nachführlaser zweimal durchlaufen werden. Auf dem Rückweg ist außerdem das Licht nicht mehr kohärent. Dabei muß man jedoch empfangsseitig einen gekühlten Detektor verwenden und zudem noch im Überlagerungsempfang arbeiten. Die gesamte Abtastfigur, die die Leitstrahl- und Nachführeinrichtung nach P 34 41 921.7 abstrahlt, wird also zweifarbig, d. h. ein mal von einem Festkörperlaser und einmal von einem CO₂-Wellenleiterlaser projiziert. Der Flugkörper empfängt weiterhin die Strahlung des Festkörperlasers, um mit einem einfachen Empfänger auskommen zu können. Mit der langen Wellenlänge wird das Ziel abgetastet. Um beide Wellenlängen (10,6 und 1,6 µm) gleichzeitig verarbeiten zu können, ist es notwendig, mit Spiegel optiken zu arbeiten. Deshalb bestehen im Ausführungs beispiel die Ablenkeinheit 5, die Konversionsoptik 35, die Aufweiteoptik 36 und der stabilisierte Ausgangs spiegel aus Spiegeln.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Leitstrahl- und Nachführungseinrichtung, daß die hochgenaue Erfassung eines Zieles mit den Mitteln einer Beamrider-Lenkanlage auch unter ungünstigen Wetterbedingungen erfolgen kann.

Claims

Leitstrahl- und Nachführeinrichtung zur Steuerung von schnellfliegenden Flugkörpern, insbesondere von lenkbaren Granaten mit einer optischen Zielerfassungseinrichtung und einer parallel dazu ausgerichteten opti schen Anordnung eines Leitstrahllasers und eines Referenzlasers, deren Lichtstrahlen über Ablenkeinrichtungen zur Erzeugung einer räumlichen und zeitlichen Modulation zum Zweck der Eigennachführung des Flugkörpers ge führt werden, und einer die reflektierten Lichtsignale bezüglich der Richtung, Entfernung und Geschwindigkeit eines Zieles auswertenden Empfangseinrichtung nach Patent 34 41 921, gekennzeich net durch folgende Merkmale:
- - ein Lichtstrahl (1) eines CO₂-Nachführlasers (2) wird in den Strahlengang (3) eines Festkörper-Leitstrahllasers (4) eingespiegelt;
- - die Lichtstrahlen durchlaufen nacheinander eine XY-Ablenkeinrichtung (5), eine Konversionsoptik (35), eine Aufweiteoptik (36) und einen Ausgangsspiegel (37);
- - die reflektierten Lichtsignale (7) werden über eine weitere optische Einrichtung (8) auf einen Überlagerungsempfänger (9) geführt, dessen Ausgangssignale über eine Auswerteschaltung (10) einer Steuerung (11) zugeleitet werden, die zur Ansteuerung der Laser (2, 4, 12), zur An steuerung eines Modulators (13) des Referenzlasers (12) und zur An steuerung der XY-Ablenkeinrichtung (5) dient.