DE1260993B - Seeker head for unmanned missiles - Google Patents
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Description
Zielsuchkopf für unbemannte Flugkörper Die Erfindung betrifft einen Zielsuchkopf für unbemannte Flugkörper mit einer Fernsehkamera, deren Sichtlinie in bezug auf die Längsachse des Flugkörpers verstellbar ist.Target seeker for unmanned missiles The invention relates to a Unmanned missile homing head with a television camera, its line of sight is adjustable with respect to the longitudinal axis of the missile.
Bei einem bekannten Zielsuchkopf für diesen Einsatzzweck ist eine Vorrichtung vorgesehen, die bei einer Betätigung der Ruder und einer entsprechenden Richtungsänderung der Flugbahn die Sichtlinie der Fernsehkamera entgegen der Ansteliwinkeländerung des Flugkörpers schwenkt. Diese Vorrichtung ist entweder ein im Flugzeug angeordneter Schwenkmechanismus zum Bewegen der Fernsehkamera oder ein in der Fernsehempfangsstation vorgesehenes optisches System, womit die Sichtlinie geschwenkt wird. Durch diese Anordnungen soll bewirkt werden, daß die Sichtlinie der Fernsehkamera unabhängig von der Lage der Flugkörperachse immer in Richtung der Flugbahntangente zeigt. Die Zielverfolgung geschieht dadurch, daß mit Hilfe der Fernsehinformation in der Fernsehempfangsstation Kurssignale zum Betätigen der Flugkörperruder an den Flugkörper übertragen werden. Durch die Betätigung der Ruder ändert sich die Flugbahnrichtung, wobei die Sichtlinie der Fernsehkamera und damit auch die Flugbahntangente auf das Ziel gerichtet bleiben. Diese Zielsuchkopfausbildung hat jedoch den Nachteil, daß die Treffsicherheit abhängig ist entweder von dem im Flugkörper angeordneten Mechanismus oder von dem in der Fernsehempfangsstation verwendeten optischen System, die bereits bei kleinen Abweichungen zwischen Fernsehkamerasichtlinie und Flugbahntangente keine genaue Zielansprache mehr gewährleisten. In a known homing head for this purpose is a Device provided that when actuating the rudder and a corresponding Change in the direction of the flight path the line of sight of the television camera against the change in angle of incidence of the missile pivots. This device is either arranged in the aircraft Swivel mechanism for moving the television camera or one in the television receiving station provided optical system with which the line of sight is pivoted. Through this Arrangements should be made to make the line of sight of the television camera independent always points from the position of the missile axis in the direction of the flight path tangent. the Target tracking is done by using the television information in the television receiving station Course signals for actuating the missile rudder are transmitted to the missile. By operating the rudder, the flight path direction changes, with the line of sight the television camera and thus also the flight path tangent remain aimed at the target. However, this target seeker training has the disadvantage that the accuracy depends is either from the mechanism in the missile or from that in the Television receiving station used an optical system that works even with small deviations no precise target address between television camera guidelines and flight path bypass guarantee more.
Mit der Erfindung soll ein Zielsuchkopf geschaffen werden, der diesen Nachteil vermeidet und der gekennzeichnet ist durch eine Meßeinrichtung, die Winkelabweichungen zwischen der Sichtlinie der Fernsehkamera und der Längsachse des Flugkörpers feststellt, wobei den Abweichungen entsprechende Korrektursignale erzeugt werden, die einer Kurssteueranlage zugeführt werden, und durch Stellmotoren, die zur Verstellung der Sichtlinie der Fernsehkamera in Höhen- und Seitenrichtung dienen. With the invention, a target seeker head is to be created that this Avoids disadvantage and which is characterized by a measuring device, the angular deviations between the line of sight of the television camera and the longitudinal axis of the missile Correction signals corresponding to the deviations are generated, which one Course control system are supplied, and by servomotors that are used to adjust the Line of sight of the television camera in elevation and lateral direction.
Der mit dem Zielsuchkopf ausgerüstete Flugkörper wird von einer Leitstelle (Flugzeug oder Bodenstation) aus abgeschossen. Ist die Leitstelle weit vom Ziel entfernt, kann die Flugbahn des Flugkörpers bis in Zielnähe durch Radar überwacht und gesteuert werden. In Zielnähe wird dann von der Leitstelle über Signale die Sichtlinie der Fernsehkamera geschwenkt und das Blickfeld abgetastet. The missile equipped with the homing head is controlled by a control center (Aircraft or ground station) shot down from. Is the control center far from the goal away, the flight path of the missile can be monitored by radar up to the target area and controlled. In the vicinity of the target, the control center then sends the Line of sight of the television camera panned and the field of view scanned.
Sobald die Fernsehkamera das Ziel erfaßt hat, wird auf Zielsuchlenkung umgeschaltet, wobei die Sichtlinie der Fernsehkamera entweder durch Verfolgen der Flugbahn des Zielobjektes auf einem Bildschirm oder durch automatische bzw. halbautomatische Ausrichtung auf das Zielobjekt eingestellt werden kann. Der Zielsuchkopf ändert daraufhin automatisch die Flugrichtung des Flugkörpers, bis die Flugkörperachse mit der Sichtlinie der Fernsehkamera übereinstimmt. As soon as the television camera has captured the target, the system will be guided to the target switched, with the line of sight of the television camera either by following the Trajectory of the target object on a screen or by automatic or semi-automatic Alignment to the target object can be adjusted. The seeker head changes then automatically the flight direction of the missile, up to the missile axis matches the line of sight of the TV camera.
Einige Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Zielsuchkopf für eine rollstabilisierte Rakete, F i g. 2 einen Zielsuchkopf unabhängig von der Rollstabilisierung, F i g. 3 eine Anordnung, wobei die Kamera relativ zur Rakete fest angeordnet und ein frei drehbares optisches System vorgesehen ist. Some exemplary embodiments are shown in the drawing. It shows Fig. 1 a homing head for a roll-stabilized missile, FIG. 2 one Seeker head independent of roll stabilization, FIG. 3 an arrangement wherein the camera fixed relative to the rocket and a freely rotatable optical system is provided.
Die Fernsehkamera 4 (F i g. 1), die in der Rollachse des Flugkörpers 10 bewegungsfrei um zwei Achsen in Aufhängebügeln 8 angeordnet ist, weist ein Linsensystem 6 zur Veränderung von Brennweite und Bildgröße auf. Die Schwenkbewegungen der Fernsehkamera um die Querachse (Nickebene) bzw. um die Hochachse (Gierebene) werden durch zwei Servomotoren 12 und 14 gesteuert. The television camera 4 (Fig. 1), which is in the roll axis of the missile 10 is arranged free of movement about two axes in suspension brackets 8, has a lens system 6 to change the focal length and image size. The panning movements of the television camera around the transverse axis (pitch plane) or around the vertical axis (yaw plane) are divided by two Servo motors 12 and 14 controlled.
Im Flugkörper nimmt ein Empfänger 16 über eine Antenne 18 Signale von einem Sender20 der Leit- stelle auf, die den Gier- und Nickbewegungen der Kamera entsprechen. Diese Signale werden über Verstärker 22 und 24 an eine Motoreinheit 26 übertragen, die mit einem I(reisel 28 eines Kreiselsystems in Verbindung steht. Die Achse des Kreiselsystems wird dadurch stabilisiert, daß die Kreiseldrehachse von am Kreiselgehäuse befestigten Motoren bewegt wird, wobei ein der Abweichung zwischen Gehäuse und Drehachse entsprechendes Signal so lange erzeugt wird, bis die Abweichung auf Null abfällt. In the missile, a receiver 16 receives signals via an antenna 18 from a transmitter20 of the set up the yaw and nod movements correspond to the camera. These signals are sent through amplifiers 22 and 24 to a motor unit 26, which is connected to an I (reisel 28 of a gyro system. The axis of the gyro system is stabilized in that the gyro axis of rotation is moved by motors attached to the gyro housing, with one of the deviation The corresponding signal is generated between the housing and the axis of rotation until the deviation drops to zero.
Die Motoreneinheit 26 umfaßt vier um die Motorachse herum verteilte Pole, die über einen engen Spalt mit einer koaxial zur Kreiseldrehachse auf dem inneren Kreiselbügel angeordneten Scheibe zusammenwirken. In gleicher Weise wirken vier Pole einer Empfangseinheit 30 mit einer weiteren Scheibe zusammen, die auf der anderen Seite des inneren Kreiselbügels vorgesehen ist. The motor unit 26 comprises four distributed around the motor axis Poles that have a narrow gap with a coaxial to the axis of rotation of the gyro on the cooperate inner rotor bar arranged disc. Act in the same way four poles of a receiving unit 30 together with another disk, which on the other side of the inner gyro bracket is provided.
Die Signale vom Verstärker 22 erregen ein Polpaar der Motoreinheit, das eine Winkelbewegung der Kreiseldrehachse hervorruft und im entsprechenden Polpaar der Empfangseinheit 30 Nickbewegungssignale erzeugt. Die Signale vom Verstärker 24 erregen das andere Polpaar der Motoreinheit 26 worauf von der Empfangseinheit 30 Gierbewegungssignale erzeugt werden. Die Signale von der Empfangseinheit 30 werden über Leitungen 32 und 34 an die für die Regelung der Nickbewegung- und Gierbewegung zuständigen Servomotoren 12 bzw. 14 übertragen. The signals from amplifier 22 excite a pair of poles of the motor unit, which causes an angular movement of the gyro axis of rotation and in the corresponding pole pair the receiving unit 30 generates nodding movement signals. The signals from the amplifier 24 excite the other pole pair of the motor unit 26 whereupon from the receiving unit 30 yaw motion signals are generated. The signals from the receiving unit 30 are Via lines 32 and 34 to those for regulating the pitching and yawing movements responsible servomotors 12 and 14 transferred.
Um ein Nacheilen der Anlage zu vermeiden, kann das Signal der Empfangseinheit 30 auch zur Rückkopplung gegen die Signale von dem vor der Motoreinheit 26 befindlichen Empfänger 16 verwendet werden. Die hierfür erforderlichen Verbindungen 36 und 38 zwischen der Empfangseinheit30 und den Verstärkern22 bzw. 24 sind strichpunktiert dargestellt. Das Signal vom Empfänger 16 kann dann als Maß für die Richtungsänderung des Sichtlinienvektors verwendet werden. To avoid the system lagging behind, the signal from the receiving unit 30 also for feedback against the signals from the one in front of the motor unit 26 Receiver 16 can be used. The connections 36 and 38 required for this between the receiving unit 30 and the amplifiers 22 and 24 are dash-dotted lines shown. The signal from the receiver 16 can then be used as a measure of the change in direction of the line of sight vector.
Mit den Kreiselbügeln stehen Empfangseinheiten 4!0 und 42 in Verbindung, die den Bügelwinkeln entsprechende Signale erzeugen. Diese Signale werden an eine elektronische Flugregelanlage 44 weitergegeben, von der die Stellmotoren 46 der Ruderflächen beaufschlagt werden. Receiving units 4! 0 and 42 are connected to the gyro brackets, which generate signals corresponding to the bracket angles. These signals are sent to a electronic flight control system 44 passed on, of which the servomotors 46 of the Rudder surfaces are acted upon.
Die Empfangseinheiten treten jedoch erst in Aktion, wenn die Kamera das Ziel erfaßt hat. Vorher wird der Flugkörper über Radar ferngelenkt, wobei Flugbahnberichtigungssignale über die von den Verstärkern 22 und 24 kommenden Leitungen unmittelbar an die Flugregelanlage 44 übertragen werden. The receiving units only come into action when the camera has caught the target. Before this, the missile is remotely guided via radar, with flight path correction signals Via the lines coming from the amplifiers 22 and 24 directly to the flight control system 44 are transferred.
Wenn sich der Flugkörper in Zielnähe befindet, wird die Fernsehkamera im Flugkörper geschwenkt, während die Rakete ihren Kurs beibehält. Dies geschieht so lange, bis die Kamera das Ziel erfaßt hat.When the missile is near the target, the television camera will panned in the missile while the missile maintains its course. this happens until the camera has captured the target.
Das Ausgangssignal der Fernsehkamera 4 wird auf den Sender 48 im Flugkörper übertragen und vom Empfänger 50 der Leitstelle aufgefangen. The output signal of the television camera 4 is on the transmitter 48 im Missile transmitted and intercepted by the receiver 50 of the control center.
Die Veränderungen der Bildgröße und der Brennweite im Linsensystem der Fernsehkamera werden von einer Steuereinheit 51 geregelt, die ihre Signale von der Leitstelle empfängt. The changes in image size and focal length in the lens system of the television camera are controlled by a control unit 51, which sends its signals from the control center receives.
Bei Flugkörpern, die eine Rollstabilisierung nicht zulassen, ist ein Zielsuchkopf (Fig. 2) vorgesehen, bei dem die Kamera um drei Achsen beweglich ist. For missiles that do not allow roll stabilization, is a homing head (Fig. 2) is provided, in which the camera is movable about three axes is.
Durch einen Vertikalkreisel 52 wird ein der Drehbewegung um die Längsachse entsprechendes Roll- winkelsignal erzeugt, das über einen Verstärker 54 einem Stellmotor 56 zugeführt wird. Der Stellmotor ist mit einer Rückführeinrichtung 58 verbunden, die aus dem von der Sichtlinie zurückgelegten Rollwinkel ein Rückführsignal erzeugt, das dem vom Vertikalkreisel erzeugten Signal entgegenwirkt. Der Stellmotor 56 schwenkt einen Rahmen 60, der die Nickbewegungs- und Gierbewegungseinrichtungen sowie das Kreiselsystem enthält.A vertical gyro 52 is used for the rotary movement about the longitudinal axis corresponding roll angle signal generated via an amplifier 54 to a servomotor 56 is fed. The servomotor is connected to a feedback device 58, which generates a feedback signal from the roll angle covered by the line of sight, which counteracts the signal generated by the vertical gyro. The servomotor 56 pivots a frame 60 containing the pitch and yaw motion devices as well as the Includes gyro system.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht einen Zielsuchkopf vor, bei dem die Fernsehkamera im Flugkörper fest eingebaut ist, während ein die Sichtlinie bestimmendes optisches System vor der Fernsehkamera winkelbeweglich angeordnet ist. Das Linsensystem, das zur Veränderung von Bildgröße und Brennweite dient, steht mit einer rollstabilisierten Reflektiereinrichtung optisch in Verbindung, die jedoch in der Nick- und Gierebene beweglich ist, um auf von der Leitstelle ausgesandte Signale ansprechen zu können. Hierbei wird das Ausgangssignal des Vertikalkreisels 52 auf den Stellmotor 56 übertragen, der über eine Anzahl von Zahnrädern verfügt, die eine Welle 62 antreiben. Another embodiment provides a homing head at which the television camera is built into the missile, while the line of sight determining optical system is arranged angularly movable in front of the television camera. The lens system, which is used to change the image size and focal length, is in place optically connected with a roll-stabilized reflecting device, which however is movable in the pitch and yaw level in order to be sent by the control center To address signals. This is the output signal of the vertical gyro 52 transferred to the servomotor 56, which has a number of gears, which drive a shaft 62.
Eine Empfangseinheit58 erzeugt ein Signal, das gegen das Ausgangssignal des Vertikalkreisels 52 rückgekoppelt wird. Die Signale vom Empfänger 16, die den Nick- und Gierbewegungen des optischen Systems entsprechen, werden über Leitungen 64 und 66 an einen Resolver 68 weitergegeben, dessen Welle durch den Stellmotor 56 eingestellt wird. Hierbei erzeugt der Resolver Nickbewegungs- und Gierbewegungssignale, die dem Rollwinkel des optischen Systems entsprechen, wobei diese Signale über Leitungen 70 und 72 zu den Verstärkern 22 und 24 geführt werden, die den Motor antreiben. Die Empfangseinheit30 erzeugt Signale, die über Verstärker auf die Stellmotoren 12 und 14 übertragen werden, während die Empfangseinheiten40 und 42 Nickbewegungs- und Gierbewegungssignale erzeugen, die an die elektronische Flugregelanlage44 weitergegeben werden. A receiving unit 58 generates a signal that opposes the output signal of the vertical gyro 52 is fed back. The signals from the receiver 16 that the The pitch and yaw movements of the optical system are transmitted via cables 64 and 66 passed on to a resolver 68, whose shaft is driven by the servomotor 56 is set. The resolver generates pitching and yawing signals, which correspond to the roll angle of the optical system, these signals being via lines 70 and 72 are fed to amplifiers 22 and 24 which drive the motor. The receiving unit 30 generates signals that are transmitted to the servomotors via amplifiers 12 and 14 are transmitted, while the receiving units 40 and 42 nodding motion and generate yaw motion signals which are relayed to the electronic flight control system 44 will.
Die Reflektiereinrichtung besteht aus zwei Prismen 74 und 76, die jeweils axiales Licht rechtwinklig ablenken, wobei das vom Prisma 76 reflektierte Licht längs der optischen Achse der Kamera durch ein Rollprisma 78 verläuft. The reflecting device consists of two prisms 74 and 76, the deflect each axial light at right angles, the reflected from the prism 76 Light passes through a rolling prism 78 along the optical axis of the camera.
Das Rollprisma 78 dreht das Bild um die Längsachse der Kamera in Abhängigkeit von zwei Signalen, wobei die von diesen Signalen erzeugten Winkel bewegungen in einem Differentialgetriebe 80 addiert werden. Eines dieser Signale, das ein Korrektursignal für die Bewegung des Prismas 74 in der Gierebene darstellt, wird benötigt, um eine Rollbewegung des Bilds (um die Kameralängsachse) auszuschalten, die aus einer Relativdrehung zwischen den Prismen 74 und 76 um eine senkrechte Achse entsteht. Diese Drehbewegung wird über zwei Zahnräder 82 und 84 an das Differentialgetriebe übertragen. The rolling prism 78 rotates the image around the longitudinal axis of the camera in FIG Dependence on two signals, the angular movements generated by these signals be added in a differential gear 80. One of those signals that is a correction signal represents for the movement of the prism 74 in the yaw plane, is required to a Rolling motion of the image (around the longitudinal axis of the camera) to turn off that from a relative rotation arises between the prisms 74 and 76 about a vertical axis. This turning movement is transmitted to the differential gear via two gears 82 and 84.
Das zweite Signal kommt vom Vertikalkreisel 52 und sorgt für eine Rollstabilisierung des Fernsehbilds, beispielsweise bei einem drallstabilisierten Flugkörper. The second signal comes from vertical gyro 52 and provides a Roll stabilization of the television picture, for example in the case of a twist stabilized Missile.
Das Differentialgetriebe bewirkt eine genaue Untersetzung von 2: 1 der Winkelbewegungen zwischen Gierprisma 74 und Rollprisma 78, wobei die Gierbewegung des Prismas 74 in Abhängigkeit von den Rollsignalen des Vertikalkreisels eingeführt wird. The differential gear causes an exact reduction of 2: 1 of the angular movements between yaw prism 74 and roll prism 78, the yaw movement of the prism 74 in response to the rolling signals of the vertical gyro will.
Der Resolver 68 (F i g. 3) dient zur Synchronisierung der Bewegung des die Kamera steuernden Knüppels und der sich daraus ergebenden Bewegungen des Bildes auf dem Monitorschirm. The resolver 68 (FIG. 3) is used to synchronize the movement of the stick controlling the camera and the resulting movements of the Image on the monitor screen.
Eine Bewegung des Steuerknüppels in Längsrichtung veranlaßt den Kreiselrotor (F i g. 2), eine Präzessionsbewegung um seine innere Aufhängebügelachse auszuführen. Die an den Aufhängebügeln der Kamera angeordneten Rückführeinrichtungen versuchen laufend, den Winkel zwischen Kameraachse und Kreiseldrehachse auf Null zu vermindern, wobei die Kamera um die innere Aufhängebügelachse des Kreisels gedreht wird. A longitudinal movement of the joystick causes the gyro rotor (Fig. 2) to perform a precession motion about its inner hanger axis. Try the return devices on the camera's suspension brackets continuously reducing the angle between the camera axis and the rotary axis of the gyro to zero, whereby the camera is rotated around the inner hanger axis of the gyro.
Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 3 ist ein Zusammenhang zwischen Steuerknüppel- und Fernsehbildbewegung nicht automatisch gegeben, da das Blickfeld nicht durch die Kameraachse, sondern durch das Gierprisma 74 bestimmt wird, so daß das Kreiselsystem am Gierprisma und nicht an der Kamera selbst befestigt sein muß. Jedoch wird durch das Rollprisma 78 zwischen Kamera und Kreiselsystem eine Rollstabilisierung des Fernsehbilds bewirkt, wobei die Kamera selbst nicht stabilisiert wird. In the embodiment of FIG. 3 is a relationship between Joystick and TV image movement are not automatically given, since the field of view is not determined by the camera axis, but by the yaw prism 74, so that the gyro system must be attached to the yaw prism and not to the camera itself. However, the roll prism 78 between the camera and the gyro system provides roll stabilization of the television picture, whereby the camera itself is not stabilized.
Daraus folgt, daß die Achsen des Kreiselsystems und des Fernsehbilds eine relative Drehbewegung zueinander ausführen. Um Steuerknüppel- und Fernsehbildbewegung in Übereinstimmung zu bringen, müssen daher die vom Resolver 68 abgegebenen Steuerknüppelbefehle um den gleichen Winkel gedreht werden, bevor sie an die Motoren des Kreiselsystems weitergegeben werden.It follows that the axes of the gyro system and the television picture perform a relative rotary movement to each other. Around joystick and television image movement The stick commands issued by resolver 68 must therefore be brought into agreement be rotated by the same angle before attaching to the motors of the gyro system be passed on.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1260993X | 1961-09-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1260993B true DE1260993B (en) | 1968-02-08 |
Family
ID=10885840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEB68942A Pending DE1260993B (en) | 1961-09-22 | 1962-09-21 | Seeker head for unmanned missiles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1260993B (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2827056A1 (en) * | 1978-05-08 | 1980-01-10 | Raytheon Co | ARRANGEMENT FOR A CARRIER STEERING SYSTEM |
DE4034419A1 (en) * | 1989-10-28 | 1991-05-02 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Single control for cable-steered missile - uses sensor e.g. TV selecting and locking on target |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2792190A (en) * | 1951-02-28 | 1957-05-14 | Helmut Ph G A R Von Zborowski | Systems including a steerable vehicle and a finder device mounted thereon |
-
1962
- 1962-09-21 DE DEB68942A patent/DE1260993B/en active Pending
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