DE4425285A1 - Vorrichtung zur Flugbahnkorrektur von Flugkörpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Flugbahnkorrektur von Flugkörpern, wie Geschossen, Raketen u. dgl. mit Hilfe eines Laserleitstrahles nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Erhöhung der Trefferwahrscheinlichkeit, insbesondere bei der Bekämpfung sich bewegender Ziele, ist neben einer opti­ malen Feuerleitung und einer geringen Flugzeit auch eine Kor­ rektur der Flugbahn der Geschosse, vor allem bei gesteigerter Reichweite, unumgänglich. Hierzu ist es erforderlich, die Ge­ schoßablage sowie bei rotierenden Geschossen auch die Roll­ winkellage zu ermitteln, damit die Auslösung der Korrektur­ impulse zeitrichtig erfolgen kann, um eine Annäherung an die Sollflugbahn zu erreichen.

Zur Ermittlung der Geschoßablage ist es bereits aus den Schriften DE 25 43 606 C2 und DE 41 10 766 A1 bekannt, an dem jeweiligen Geschoß eine Lichtquelle, z. B. einen pyrotechni­ schen Leuchtsatz oder eine Laserlichtquelle, und in einer der Abfeuervorrichtung zugeordneten Meßvorrichtung einen opti­ schen Empfänger anzuordnen. Nachteilig ist bei diesen bekann­ ten Vorrichtungen vor allem der Aufwand, der mit der Anord­ nung einer separaten Lichtquelle an dem jeweiligen Geschoß verbunden ist.

Bekannt geworden sind ferner Vorrichtungen, bei denen die jeweilige Geschoßablage nicht von einer der Abfeuervorrich­ tung zugeordneten Meßvorrichtung ermittelt wird, sondern von dem jeweiligen Geschoß selbst. Hierzu wird ein um die Soll­ flugbahn des Geschosses rotierender Laserstrahl benutzt. Aus der Laufzeit zwischen einer Referenzposition und der Posi­ tion, bei welcher der Laserstrahl auf das Geschoßheck trifft, bestimmt dann die geschoßseitig angeordnete Empfangsvorrich­ tung die Ablage des Geschosses. Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung der relativ hohe für die geschoßseitige Empfangs­ vorrichtung benötigte Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung 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 Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausge­ staltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Im wesentlichen liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, die Ablagemessung - wie im Falle der beiden eingangs erwähnten Schriften DE 25 43 606 C2 und DE 41 10 766 A1 - in der der Abfeuervorrichtung zugeordneten Meßvorrichtung vorzunehmen. Andere als in diesen Schriften befindet sich in der Meßvor­ richtung 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 Meß­ vorrichtung kommenden Lichtstrahl zu dieser zurückreflek­ tieren 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 aufwendige Rollage­ bestimmung durch eine zusätzliche Instrumentierung im Flugkörper (z. B. durch Kreisel) entfällt in diesem Fall.

Weitere Einzelheiten und Vortoile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungs­ beispielen. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Flugbahnkorrektur von Geschossen mit einer Abfeuervorrichtung und einer Meß­ vorrichtung 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 un­ gleichmäßig verteilten Tripelelementen und

Fig. 4 einen Längsschnitt des heckseitigen Teiles eines Ge­ schosses mit Tripelelementen und einer Empfangsvor­ richtung.

In Fig. 1 ist mit 1 schematisch eine Maschinenwaffe mit einem Feuerleitsystem 2 zur Zieldatenerfassung und einer Laservor­ richtung 3 zur Erzeugung eines Leitstrahles 4 angedeutet. Aus der Maschinenwaffe 1 ist ein Geschoß 5 auf ein Ziel 6 abge­ feuert.

Zur Messung der Ablage des Geschosses 5 ist eine Meßvorrich­ tung 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 Ge­ schosses 6 angeordneten und im folgenden noch näher beschrie­ benen Tripelspiegeln reflektiert wird. Der reflektierte La­ serstrahl 13 gelangt anschließend in den Empfangsdetektor 9 der Meßvorrichtung 7 und wird dort zur Ermittlung der Ge­ schoßablage und gegebenenfalls zur Rollagebestimmung in der elektronischen Auswerteeinheit 10 weiterverarbeitet.

In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Geschoßboden 12 darge­ stellt. Dabei ist mit 14 eine Empfangsoptik bezeichnet, durch die der Leitstrahl 4 in eine im heckseitigen Teil des Ge­ schosses 5 angeordnete Empfangsvorrichtung zur Auslösung entsprechender Korrekturimpulse gelangt. Um die Empfangsoptik 14 herum sind Tripelelemente 15 gleichmäßig verteilt angeord­ net, die den Laserstrahl 11 (Fig. 1) zur Meßvorrichtung 7 zu­ rückreflektieren.

Bei den an sich bekannten Tripelelementen 15 handelt es sich jeweils um drei unter 90° zueinander stehenden Spiegelflä­ chen, die derart orientiert sind, daß ein in den Tripel einfallender Lichtstrahl nach dreifacher Reflexion um 180° 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 mit Hilfe der von den Tripeln reflektierten Laserlicht­ strahlen erfindungsgemäß auf besonders einfache Weise be­ stimmen, wenn die Tripel am Geschoßboden ungleichmäßig verteilt sind. Dieses ist in Fig. 3 dargestellt: Hierbei ist mit 12′ der Boden eines drallstabilisierten Geschosses be­ zeichnet. 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 Tripeln 15 reflektiert und der Leit­ strahl 4 durch die Empfangsoptik 14 (im dargestellten Bei­ spiel als Linse angedeutet) in die Empfangsvorrichtung gelangt. Die Empfangsvorrichtung besteht bei dem dargestell­ ten 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 Korrekturla­ dungen (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 Tripel - 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. Vorrichtung zur Flugbahnkorrektur von Flugkörpern wie Geschossen (5), Raketen u. dgl. mit Hilfe eines Laser­ leitstrahles (4), wobei in einer der Abfeuereinrichtung (1) zugeordneten und einen optischen Empfangsdetektor (9) enthaltenden Meßvorrichtung (7) die jeweilige Flug­ körperablage ermittelt und zur Gewinnung eines entspre­ chenden Korrektursignales verarbeitet wird, und wobei diese Korrektursignale dann durch Kodierung des Laser­ leitstrahles (4) auf eine in dem jeweiligen Flugkörper heckseitig angeordneten Empfangsvorrichtung übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (7) zur Ermittlung der jeweiligen Flugkörperablage zusätz­ lich zu dem optischen Empfangsdetektor (9) auch eine optische Lichtquelle (8) zur Erzeugung eines Lichtstrah­ les (11) aufweist, und daß an dem Boden (12, 12′) oder an den Leitwerksenden des jeweiligen Flugkörpers (5) Spie­ gelelemente (Tripelelemente) (15) angeordnet sind, die den einfallenden Lichtstrahl (11) unabhängig von dem jeweiligen Einfallswinkel in seine Ausgangsrichtung zurückreflektieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tripelelemente (15) eine am Flugkörperboden (12, 12′) zentral angeordnete Empfangsoptik (14) für den Laser­ leitstrahl (4) kreisförmig umgeben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tripelelemente (15) gleichmäßig verteilt sind.

4. Vorrichtung zur Flugbahnkorrektur von Flugkörpern (5), wie Geschossen, Raketen u. dgl. mit Hilfe eines Laser­ leitstrahles (4), wobei in einer der 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 diese Korrektursignale dann durch Kodierung des Laserleitstrahles (4) auf eine in dem jeweiligen Flug­ körper (5) heckseitig angeordneten Empfangsvorrichtung übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß­ vorrichtung (7) zur Ermittlung der jeweiligen Flugkör­ perablage zusätzlich zu dem optischen Empfangsdetektor (9) auch eine optische Lichtquelle (8) zur Erzeugung eines Lichtstrahles (11) aufweist, daß an dem Boden (12′) des jeweiligen Flugkörpers (5) Spiegelelemente (Tripelelemente) (15) angeordnet sind, die den einfal­ lenden Lichtstrahl (11) unabhängig von dem jeweiligen Einfallswinkel in seine Ausgangsrichtung zurückreflek­ tieren, daß die Tripelelemente (15) eine am Flugkörper­ boden (12′) zentral angeordnete Empfangsoptik (14) für den Laserleitstrahl (4) etwa kreisförmig umgeben, und daß die Tripelelemente (15) ungleichmäßig verteilt sind.