DE3932548A1 - Verfahren und vorrichtung fuer eine torpedozielsteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anwendung des Satellitennavi­ gationsverfahrens (GPS) auf die Zielsteuerung eines Tor­ pedos und ein Antennensystem für die Durchführung dieses Verfahrens.

Zielsteuerungsverfahren, bei denen der Standort des lau­ fenden Torpedos in die Steuerung einbezogen wird, sind z. B. durch den Einsatz des aktiven Ultraschallsuchkopfes bekannt geworden. Dieser Suchkopf sendet Ultraschallwel­ len und ermittelt aus den vom Zielobjekt reflektierten Schallwellen seinen relativen Standort zum Zielobjekt. Bei dieser Zielsteuerung muß das Torpedo dem Ziel folgen und dafür ein entsprechendes Geschwindigkeitspotential aufweisen. Mit steigender Fahrgeschwindigkeit des Torpedos steigt seine Ortungsanfälligkeit. Das Operationsgebiet einer Zielsteuerung mit Ultraschallkopf ist begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zielsteu­ erung für ein Torpedo zu schaffen, die für die Erfassung des Torpedostandortes nicht auf ein vom Zielobjekt er­ zeugtes oder reflektiertes Signal angewiesen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem Satellitennavigationsverfahren (GPS) Standort­ bestimmungen des unter Wasser laufenden Torpedos durch­ geführt werden, wozu der Torpedo mindestens eine Satel­ litenempfangsantenne an der Wasseroberfläche mitschleppt.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß für die Standortbestim­ mung des laufenden Torpedos ein Funknavigationsverfahren mit hoher Navigationsgenauigkeit und großer Reichweite ein­ gesetzt wird. Die Erfindung kann in vorteilhafter Weise auch bei der Nachrüstung von drahtgesteuerten Torpedos, die nicht mit einem Suchkopf ausgerüstet sind, Anwendung finden. Das Satellitennavigationsverfahren (GPS) ermöglicht Stand­ ortbestimmungen im Sekundentakt, so daß eine kontinuier­ liche Standortbestimmung während der Laufzeit des Torpedos erfolgt. Für diese Standortbestimmungen sind keine Signal­ wechselwirkungen mit dem Ziel erforderlich. Es kann ein standardisiertes Navigationsverfahren für die Standortbe­ stimmungen verwendet werden, was sich in vorteilhafter Weise auf die Kosten des Verfahrens auswirkt.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Mit den Weiterbildungen werden in vorteilhafter Weise die Empfangseigenschaften der auf der Wasserober­ fläche gleitenden Antenne verbessert und Anforderungen an die Tarnung erfüllt. Weiterhin wird mit den Weiterbildungen bei der Auswertung des Torpedostandortes eine Berücksich­ tigung des Standortunterschiedes von Antenne und Torpedo ermöglicht.

Wird eine Weiterbildung gemäß Anspruch 2 verwendet, so ist der Vorteil einer Redundanz gegeben und es sind mit diesem Verfahren Meßfehler, die bei Kurvenfahrt des Torpedos auftreten können, besser korrigierbar.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein drahtgesteuertes Torpedo mit einer Sa­ tellitenempfangsantenne,

Fig. 2 zeigt das Torpedo mit zwei Antennen,

Fig. 3 zeigt ein Antennensystem und

Fig. 4 eine Möglichkeit für die Lagerung des Antennensys­ tems vor dem Torpedostart.

Aus dem in Fig. 1 dargestellten Erfindungsprinzip ist er­ sichtlich, daß die Anwendung des Satellitennavigationsver­ fahrens (GPS) mittels der vom laufenden Torpedo 1 an der Wasseroberfläche 13 nachgeschleppten Antenne 2 erfolgt. Die Antenne 2 wird an einem Zugseil 3 geschleppt und die empfan­ genen Satellitensignale werden über ein Antennenkabel 10 von der Antenne 2 zum Auswertegerät 4 im Torpedo 1 geleitet. Das unter Wasser laufende Torpedo 1 wird über eine Steuerleitung 11 von der Torpedoleitzentrale 12 in Kurs und Geschwindig­ keit gesteuert. Die Anwendung der Erfindung ist aber auch bei Torpedos denkbar, die ihre Steuersignale nicht über eine Steuerleitung empfangen. Die für das Satellitennavigations­ verfahren (GPS) erforderliche Antenne 2 ist eine Empfangsan­ tenne, die selber keine ortbare Strahlung abgibt.

Das Zugseil 3 zum Schleppen der Antenne ist etwa 10 m lang und kann zur Verringerung von ruckartigen Belastungen mit einem Dämpfungsglied versehen sein. Die Auswertung der em­ pfangenen Satellitensignale erfolgt an Bord des Torpedos 1 mit einem standardisierten elektronischen Auswertegerät 4 für die GPS-Satellitennavigation. Die so ausgewerteten Standortdaten des laufenden Torpedos 1 werden über die Steuerleitung 11 an die Torpedoleitzentrale 12 übertragen und bei der Zielsteuerung des Torpedos berücksichtigt.

Fig. 2 zeigt das Prinzip der Erfindung für zwei nachge­ schleppte Empfangsantennen Einzelheiten der Ausfüh­ rung entsprechen der Beschreibung zu Fig. 1.

Bei horizontalen Kursänderungen des Torpedos 1 wandert die vom Kopf des Torpedos 1 geschleppte Antenne 2 schnel­ ler aus einer im Torpedoleitsystem 12 extrapolierten Kiellinie heraus als die vom hinteren Ende des Torpedos 1 geschleppte Antenne 2. Dieses unterschiedliche Auswan­ dern der vorderen und hinteren Antenne 2 führt zu einem schnelleren Erfassen von horizontalen Kursabweichungen des Torpedos 1 und verbessert dadurch die Zielsteuerung des Torpedos.

In Fig. 3 wird ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungs­ gemäßes Antennensystem gezeigt. Die Empfangsantenne 2 ist eine 4 cm × 4 cm große, gedruckte Mikrowellenantenne, die auf einem Gleitrumpf 5 befestigt ist. Der Gleitrumpf 5 und die Empfangsantenne 2 sind in einer mit Inertgas gefüll­ ten Hülle 6 integriert, die aus optisch transparentem Ma­ terial gefertigt und durchlässig für die Mikrowellensig­ nale ist. Der mit dem Zugseil 3 gezogene Gleitrumpf 5 be­ sitzt genügend Auftrieb und Kenterstabilität, so daß auch bei Seegang eine kontinuierliche Überwasserfahrt der An­ tenne 2 gewährleistet ist.

Die gasgefüllte Hülle 6 schützt die Antenne 2 vor Spritz­ wasser. Der Antennenbetrieb wird gegenüber Spritzwasser störungsunempfindlicher, wenn die Hülle 6 mit Abstand zur Antennenoberfläche angeordnet ist. Im Gleitrumpf 5 ist ein aktives Unterwasser-Ortungssystem 8 untergebracht, das die relative Position der Antenne 2 in Bezug auf das Torpedo 1 ermittelt. Die Daten des Ortungssystemes 8 wer­ den bei der Ermittlung des Torpedostandortes als Korrek­ turdaten berücksichtigt. Weiterhin weist der Gleitrumpf 5 ein bordeigenes Rudersystem 7 auf, das den Gleitrumpf bei Kursabweichungen automatisch in die Kiellinie des Torpedos 1 zurücksteuert. Die Steuerung des Rudersystemes 7 kann auf mechanischem Weg durch Erfassung der an den Rumpf 5 angrei­ fenden Kraftkomponenten des Zugseiles 3 erfolgen. Die in Fig. 3 dargestellte gasgefüllte Hülle 6 muß nicht aus op­ tisch transparentem Material gefertigt sein. Es sind zum Zwecke der Tarnung auch andere Materialien und auch andere Formen der Hülle als die in Fig. 3 gezeigte Form denkbar, so daß für die optische Wahrnehmung die Simulation unver­ dächtiger, auf dem Wasser schwimmender Objekte möglich ist.

Fig. 4 zeigt die Lagerung des Antennensystemes vor dem Tor­ pedostart. Das Antennensystem ist mit aufgeblasener Hülle 6 am Heck des Torpedos befestigt und das Zugseil 3 und das An­ tennenkabel 10 in einer Tasche 14 des Torpedos 1 gelagert. Nach dem Start des Torpedos 1 löst sich das Antennensystem durch die Wirkung von Strömungswiderständen selbsttätig vom Heck und das Zugseil 3 und Antennenkabel 10 läuft aus der Tasche 14 aus. Es ist auch denkbar, daß das Antennensystem vor dem Torpedostart an der Außenwand des Torpedorohres 9 oder auf dem Deckel des Torpedorohres gehalten ist und Zugseil 3 und Antennenkabel 10 in das Torpedorohr 9 zur Ta­ sche 14 im Torpedo geführt sind.

Claims (12)

1. Anwendung des Satellitennavigationsverfahrens (GPS) auf die Zielsteuerung eines Torpedos, wobei mit dem Sa­ tellitennavigationsverfahren Standortbestimmungen des unter Wasser laufenden Torpedos (1) durchgeführt werden und wozu der Torpedo (1) mindestens eine Satellitenem­ pfangsantenne (2) an der Wasseroberfläche mitschleppt.

2. Anwendung des Satellitennavigationsverfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Torpedo (1) zwei Satellitenempfangsantennen (2) mitschleppt, von de­ nen eine Antenne (2) vom Bug und eine Antenne (3) vom Heck des Torpedos (1) geschleppt wird und wobei die An­ tennen (2) an der Wasseroberfläche Abstand zueinander einhalten.

3. Antennensystem für die Durchführung der Zielsteue­ rung eines Torpedos gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Satellitenempfangsanten­ ne (2) auf einem Gleitrumpf (5) befestigt, vom Torpedo (1) mit einem Zugseil (3) an der Wasseroberfläche ge­ schleppt wird und daß die elektronische Auswertung der Satellitensignale mit einem Auswertegerät (4) an Bord des Torpedos (1) erfolgt wozu die Satellitensignale mit einem Antennenkabel (10) von der Antenne (2) zum Tor­ pedo (1) übertragen werden.

4. Antennensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Satellitenempfangsantenne (2) von einer gasgefüllten Hülle (6) umgeben ist, welche die Ober­ fläche der Antenne (2) vor Spritzwasser schützt und durchlässig für die Satellitensignale ist.

5. Antennensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die gasgefüllte Hülle (6) mit einem Inertgas gefüllt ist.

6. Antennensystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die gasgefüllte Hülle (6) die Anten­ nenoberfläche mit Abstand überspannt.

7. Antennensystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die gasgefüllte Hülle (6) aus optisch transparentem Material hergestellt ist.

8. Antennensystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die gasgefüllte Hülle (6) in Form, Struktur und Farbe so ausgebildet ist, daß sie als Tarnmittel für die Antenne (2) und den Gleitrumpf (5) dient.

9. Antennensystem nach einem der Ansprüche 3 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gleitrumpf (5) ein bordei­ genes Rudersystem (7) aufweist, das den nachgeschleppten Gleitrumpf (5) bei Kursabweichungen automatisch in die Kiellinie des Torpedos (1) zurücksteuert.

10. Antennensystem nach einem der Ansprüche 3 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gleitrumpf (5) ein Ortungs­ system (8) trägt, mit dem der relative Standort des Gleit­ rumpfes (5) in Bezug auf das Torpedo (1) ermittelt und bei der Standortbestimmung berücksichtigt wird.

11. Antennensystem nach einem der Ansprüche 3 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das Antennensystem vor dem Tor­ pedostart am Heck des Torpedos (1) gelagert ist.

12. Antennensystem nach einem der Ansprüche 3 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das Antennensystem vor dem Tor­ pedostart auf der Außenwand des Torpedorohres (9) oder auf dem Deckel des Torpedorohres gelagert ist.