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Die
Erfindung betrifft eine Feuerleiteinrichtung für, insbesondere mobile, Flugabwehrsysteme, der
im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.
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Bei
einer bekannten Feuerleiteinrichtung für einen Flugabwehrkanonenpanzer
(
CH 665 493 A5 ) umfaßt der Zielverfolgungssensor
ein Folgeradar, das das Ziel automatisch verfolgt und kontinuierlich vermessene
Zieldaten, wie Zielposition, Geschwindigkeit und Beschleunigung,
liefert, sowie einen Laserentfernungsmesser, der eine redundante,
störsichere
Messung der Zielentfernung liefert. Die Zieldaten des Folgeradars
und des Laserentfernungensmessers werden an den Richtwinkelrechner übergeben,
der daraus die Richtwinkel nach Vorhalt und Aufsatz für Turm und
Waffe unter Berücksichtigung der
Tageseinflüsse,
wie Geschoß-Anfangsgeschwindigkeit,
Luftdruck, Temperatur, Windstärke
und Windrichtung, ermittelt. Folgeradar, Laserentfernungsmesser
und Waffe sind autonome Systeme, die mittels Nachführrechner
miteinander gekoppelt sind.
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Bei
einer bekannten Feuerleiteinrichtung für Geschütze (
DE 37 90 614 T1 ) ist ein
Zielfernrohr oder eine Fernsehkamera und ein Laserentfernungsmesser
starr in Ausrichtung mit dem Geschützrohr oder einer anderen Abschußvorrichtung
für Geschosse angebracht,
so daß die
Visierlinie des Zielfernrohrs und die Seelenachse des Geschützrohrs
stets parallel zueinander ausgerichtet sind. Das Zielfernrohr wird
von dem Schützen
manuell auf das Ziel ausgerichtet, und anschließend wird das Ziel von dem Schützen verfolgt,
indem er das Fadenkreuz des Zielfernrohrs dem Ziel manuell nachführt. Während der Zielverfolgung
geben die Sensoren, die die Ausrichtung des Zielfernrohrs erfassen,
sowie der Entfernungsmesser Koordinaten des Ziels an einen Richtwinkelrechner
einer Steuereinheit. Der Rechner berechnet aufgrund der Geschoßdaten und
der Zielkoordinaten einen voraussichtlichen Treffpunkt (point of kill)
des Ziels und ermittelt daraus den erforderlichen Vorhalt und Aufsatz
des Geschützrohrs.
Sobald der Schütze
einen Knopf für
eine beabsichtigte Schußauslösung drückt, stellt
die Steuereinheit mittels Servoantrieb das Geschützrohr im Azimut und Elevation auf
den errechneten Vorhalt und Aufsatz ein, wobei die Sichtverbindung
des Schützens
zum Ziel verlorengeht. Nach Abfeuern des Geschosses kann der Schütze wieder
das Ziel suchen oder ein neues Ziel auffassen und verfolgen.
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Bei
einer bekannten Feuerleiteinrichtung der eingangs genannten Art
für mit
Lenkflugkörpern,
wie Stinger, Mistral oder dgl., ausgerüsteten Flugabwehrsystemen werden
als Zielverfolgungssensoren optische Sensoren, wie TV-Kamera und/oder
Infrarotkamera, verbunden mit einem Laserentfernungsmesser eingesetzt.
Da Lenkflugkörper über einen
eigenen Zielsuchkopf verfügen,
der in der Regel auf Infrarotbasis arbeitet, ist zur baulichen Vereinfachung
der Zielverfolgungssensor starr mit der in Elevation schwenkbaren
Abschußvorrichtung
für die
Lenkflugkörper
gekoppelt und beide zusammen auf einer im Azimut drehbaren Plattform
angeordnet. Auf diese Weise sind die Sichtlinie des Zielverfolgungssensors und
die Längsachse
der Abschußvorrichtung
für die Lenkflugkörper stets
annähernd
parallel zueinander ausgerichtet, so daß zum Nachführen des Zielverfolgungssensors
die Steuereinheit nur die Plattform in Azimut und die Abschußvorrichtung
in Elevation entsprechend den vom Nachführrechner erzeugten Nachführsignalen
nachstellen muß.
Während
der Zielverfolgung ist dabei die Sichtlinie des Zielsuchkopfes des
Lenkflugkörpers
mit der Achse der Abschußvorrichtung
fluchtend und damit, wie die Sichtlinie des Zielverfolgungssensors,
auf das Ziel gerichtet. Vor Schußfreigabe erfolgt eine Zielaufschaltung durch
den stabilisierten Zielsuchkopf des Lenkflugkörpers, wonach die Plattform
um den Vorhalt in Azimut und die Abschußvorrichtung um den Aufsatz
in Elevation verschwenkt wird. Dies hat zur Folge, daß nunmehr
der Zielsuchkopf des Lenkflugkörpers
das Ziel verfolgt, jedoch die Sichtlinie des Zielverfolgungssensors
und der Lenkflugkörper
selbst um die Richtwinkel verschwenkt werden und auf den errechneten
Treffpunkt, dem sog. "kill
point", weisen,
mithin nicht mehr auf das Ziel gerichtet sind. Dieser dadurch bedingte Zielverlust
des Zielverfolgungssensors beim Abfeuern des Lenkflugkörpers hat
den Nachteil, daß zur
Durchführung
eines Zweitschusses auf das gleiche Ziel durch eine zweite Abschußvorrichtung, die
mit der ersten Abschußvorrichtung
starr gekoppelt ist und stets an deren Einstellbewegung teilnimmt,
das Ziel erst wieder neu gesucht und dann an den Zielverfolgungssensor übergeben
werden muß. Die
damit benötigte,
nicht unbeträchtliche
Zeitspanne bis zum Auslösen
des Zweitschusses beeinträchtigt in
vielen Fällen
die Kampfkraft des Flugabwehrsystems. Das gleiche Problem tritt
auf, wenn nach Abfeuern des Erstschusses ein zweites Ziel bekämpft werden
soll, das unweit des verfolgten Ziels fliegt und daher stets im
Gesichtsfeld des Zielverfolgungssensors liegt. Durch den Zielverlust
des Zielverfolgungssensors beim Abfeuern des Lenkflugkörpers geht auch
das Zweitziel verloren und muß danach
wieder neu aufgefaßt
werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feuerleiteinrichtung
der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei Zielaufschaltung vor Schußfreigabe
und der damit verbundenen Verstellung der Abschußvorrichtung um die erforderlichen Richtwinkel
in Azimut und Elevation der Zielkontakt des Zielverfolgungssensors
erhalten bleibt.
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Die
Aufgabe ist bei einer Feuerleiteinrichtung der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 angegebenen Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil
des Anspruchs 1 gelöst.
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Bei
der erfindungsgemäßen Feuerleiteinrichtung
werden die mit der Zielaufschaltung verbundenen Verstellungen des
Zielverfolgungssensors vor Schußfreigabe
der Lenkflugkörper um
Vorhalt und Aufsatz durch eine gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete
Verschwenkung der Sichtlinie des Zielverfolgungssensors kompensiert.
Dies wird bewirkt durch entsprechende Verstellung des in der Sichtlinie
angeordneten zweiachsig verschwenkbaren Schwenkspiegels. Der Zielverfolgungssensor bleibt
damit auch nach Schußfreigabe
stets auf das Ziel aufgeschaltet. Ein Zweitschuß auf das Ziel oder ein weiterer
Schuß auf
ein im Gesichtsfeld des Zielverfolgungssensors vorhandenes Zweitziel
ist in kürzester
Zeit nach Bildung von Vorhalt und Aufsatz durch den Richtwinkelrechner
und erneuter Einstellung der Abschußvorrichtung möglich. Das
zeitaufwendige Suchen und die Übergabe
des Ziel an den Zielverfolgungssensor entfällt vollständig, so daß die benötigte Zeit bis zum Auslösen des
zweiten Schusses beträchtlich
reduziert ist. Damit wird die Kampfkraft des Feuerleitsystems wesentlich
gesteigert.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Feuerleiteinrichtung
mit zweckmäßigen Weiterbildungen
und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren
Ansprüchen.
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Die
Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
im nachfolgenden näher
beschrieben. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
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1 eine
Blockschaltbilddarstellung einer Feuerleiteinrichtung für ein mobiles
Flugabwehrsystem mit Lenkflugkörpern,
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2 und 3 jeweils
eine perspektivische Darstellung des konstruktiven Aufbaus der Feuerleiteinrichtung
in 1 bei Zielverfolgung (2) und nach
Zielaufschaltung (3),
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4 einen
Längsschnitt
eines Sensorgehäuses
der Feuerleiteinrichtung in 2 und 3,
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5 einen
Schnitt längs
der Linie V-V in 4.
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Die
in 1 nur prinzipiell im Blockschaltbild dargestellte
Feuerleiteinrichtung für
ein mobiles Flugabwehrsystem weist eine Plattform 10, die
um eine Vertikalachse 11 drehbar gelagert ist, und zwei
auf der Plattform 10 angeordnete Abschußvorrichtungen 12, 13,
sog. Launcher, auf, die zum Abschuß von hier nicht dargestellten
Lenkflugkörpern
mit Infrarot-Zielsuchkopf ausgelegt sind. Die beiden Abschußvorrichtungen 12, 13 sind
starr miteinander gekoppelt und um eine Horizontalachse 14 schwenkbar,
wozu sie mit Wellenstummeln 15, 16 in zwei plattformfesten
Drehlagern 17, 18 aufgenommen sind. Die Drehlager 17, 18 sind
in zwei Lagerböcken 19, 20 integriert,
die im Abstand voneinander angeordnet sind und rechtwinklig von
der Plattform 10 abstehen (vgl. auch 2 und 3).
Zwischen den Lagerböcken 17, 18 ist
ein Sensorgehäuse 21 angeordnet,
das mit den beiden Wellenstummeln 15, 16 drehfest
verbunden und somit starr mit den beiden Abschußvorrichtungen 12, 13 gekoppelt
ist. Die beiden Abschußvorrichtungen 12, 13 und
das Sensorgehäuse 21 werden
von einem Stellantrieb 22 im Azimut um die Horizontalachse 14 verschwenkt.
Zur Drehung der Plattform 10 um ihre Vertikalachse 11 ist
ein Stellantrieb 23 vorgesehen, der beispielsweise die
Plattform 10 über
ein mit einer Außenverzahnung
an der Plattform 10 kämmendes
Antriebszahnrad 24 antreibt.
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Die
Feuerleiteinrichtung weist mindestens einen Zielverfolgungssensor 25 auf,
der hier eine TV-Kamera 26 für Tagsicht, eine Infrarot-Kamera 27 für Nachtsicht
und einen Laserentfernungsmesser 28 zur Messung der Zielentfernung
umfaßt.
Die Sichtlinie des im Sensorgehäuse 21 installierten
Zielverfolgungssensors 25 ist über einen Schwenkspiegel 29 und über ein
Ausblickfenster 30 im Sensorgehäuse 21 (5)
nach außen
geführt.
In 4 und 5 ist die Sichtlinie der IR-Kamera 27 mit 31 und
die Sichtlinie des Laserentfernungsmessers 28 mit 32 bezeichnet.
Die Sichtlinie der TV-Kamera 26 (diese ist nur in 1 als
Block dargestellt) ist nicht eingezeichnet, kann aber, da IR-Kamera 27 und
TV-Kamera 26 nur wechselweise betrieben werden, mit der Sichtlinie 31 der
IR-Kamera 27 zusammenfallen. Der Schwenkspiegel 29 ist,
wie in 1 symbolisch angedeutet, zweiachsig, und zwar
vertikal und horizontal, schwenkbar gelagert. Die Schwenkung des
Spiegels 29 um seine beiden Achsen erfolgt durch einen Spiegelantrieb 33,
der, wie in 1 schematisch angedeutet ist,
durch zwei Stellmotoren 331 und 332 realisiert
wird, die den Schwenkspiegel 29 um dessen horizontale bzw.
vertikale Schwenkachse 34 bzw. 35 drehen.
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In 4 und 5 ist
das Sensorgehäuse 21 im
Längsschnitt
in zwei verschiedenen Schnittführungen
dargestellt. Das Sensorgehäuse 21 ist
zweiteilig ausgebildet und nimmt im linken, kappenförmigen Gehäuseteil 211 den
Zielverfolgungssensor 25 mit TV-Kamera 26, IR-Kamera 27 und
Laserentfernungsmesser 28 und im rechten, daran angeflanschten
Gehäuseteil 212 den
Schwenkspiegel 29 mit Spiegelantrieb 33 auf. Wie
aus 4 zu erkennen ist, ist der rechte Gehäuseteil 212 mit
einer Haube 36 abgedeckt, so daß nach Entfernen der Haube 36 der Schwenkspiegel 29 und
der Spiegelantrieb 33 zugänglich sind. Links und rechts
am Sensorgehäuse 21,
also einerseits am Gehäuseteil 211 und
andererseits am Gehäuseteil 212,
sind zwei Zentrierstutzen 37, 38 einstückig mit
dem Sensorgehäuse 21 ausgebildet,
die über
die Wellenstummel 15, 16 der Abschußvorrichtungen 12, 13 greifen
und mit diesen drehfest verbunden sind. Dabei ist das Sensorgehäuse 21 so
zu den Abschußvorrichtungen 12, 13 ausgerichtet,
daß die
Sichtlinien 31, 32 des Zielverfolgungssensors 25 bei
in Grundstellung sich befindlichem Schwenkspiegel 29 exakt
parallel zu den Längsachsen 39, 40 der
beiden Abschußvorrichtungen 12, 13 verläuft, wie
dies in 2 schematisch angedeutet ist.
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Der
Zielverfolgungssensor 25 wird nach Zielauffassung ständig dem
Flugziel nachgeführt
und vermißt
dabei laufend die Zieldaten, wie Zielposition, Zielgeschwindigkeit
und Zielentfernung. Ein mit dem Zielverfolgungssensor 25,
und zwar mit der TV-Kamera 26 oder IR-Kamera 27,
verbundener Nachführrechner 41 generiert
aus der Ablage der Zielposition von der Sichtlinie des Zielverfolgungssensors 25 (Sichtlinie 31 der
TV-Kamera 26 oder IR-Kamera 27) Nachführsignale
in Azimut und Elevation, die einer Steuereinheit 46 zugeführt werden.
Die Steuereinheit 46 verschwenkt in Abhängigkeit von diesen Nachführsignalen über die
Stellantriebe 22, 23 die Abschußvorrichtungen 12, 13 mit
Sensorgehäuse 21 und
Plattform 10. Die laufend von dem Zielverfolgungssensor 25,
und zwar von der TV-Kamera 26 oder IR-Kamera 27 und
dem Laserentfernungsmesser 28, ausgegebenen Zieldaten werden
einem Richtwinkelrechner 42 zugeführt, der hieraus und unter
Zugrundelegen der Schußdaten
der Lenkflugkörper
den voraussichtlichen Treffpunkt (kill point) von Lenkflugkörper und
Ziel sowie die hierfür
erforderlichen Richtwinkel "Vorhalt" und "Aufsatz" des Lenkflugkörpers beim
Abschuß errechnet.
Diese Richtwinkel werden vom Richtwinkelrechner 42 der
Steuereinheit 46 zugeführt,
die unmittelbar vor Schußfreigabe
den Vorhalt auf die Plattform 10 und den Aufsatz auf die
Abschußvorrichtung 12, 13 und
dem damit verbundenen Sensorgehäuse 21 aufschaltet,
d. h. die Plattform 10 über
den Stellantrieb 23 um einen den Vorhalt entsprechenden
Azimutwinkel α und
die Abschußvorrichtungen 12, 13 mit
Sensorgehäuse 21 über den
Stellantrieb 22 um einen den Aufsatz entsprechenden Elevationswinkel
verschwenkt (3). Im Moment der Vorhalt- und
Aufsatzaufschaltung auf Plattform 10 und Abschußvorrichtungen 12, 13 steuert
die Steuereinheit 46 den Spiegelantrieb 33 des Schwenkspiegels 29 mit
den Richtwinkeldaten so an, daß der
Schwenkspiegel 29 um einen den Vorhalt und Aufsatz jeweils
entsprechenden Azimut- und Elevationswinkel α, ε entgegen der Verstellrichtung von
Plattform 10 und Abschußvorrichtungen 12, 13 verstellt
wird. Dies hat zur Folge, daß,
wie in 3 angedeutet ist, die Längsachsen 39, 40 der
Abschußvorrichtungen 12, 13 weg
vom Flugziel auf den sog. "kill
point" weisen, während durch
die gegensinnige Verstellung des Schwenkspiegels 29 die
Sichtlinien 31, 32 des Zielverfolgungssensors 25 auf
das Flugziel ausgerichtet bleiben, so daß trotz Verschwenken des Sensorgehäuses 21 mit
den Abschußvorrichtungen 12, 13 in
Richtung "kill point" der Zielkontakt
des Zielverfolgungssensors 25 erhalten bleibt.
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In 2 und 3 ist
der Vollständigkeit halber
noch die Sichtlinie des auf Infrarotbasis arbeitenden Zielsuchkopfes
eines in der Abschußvorrichtung 12 abschußbereiten Lenkflugkörpers eingezeichnet.
Diese Sichtlinie ist mit 43 bezeichnet. Während der
Zielverfolgung (2) ist die Sichtlinie des IR-Suchkopfes
fest auf die Längsachse 39 der
Abschußvorrichtung 12 gekoppelt.
Sichtlinie 43 des IR-Suchkopfes und Längsachse der Abschußvorrichtung 12 fluchten
miteinander. Mit Aufschalten von Vorhalt und Aufsatz auf die Abschußvorrichtung 12 werden
die Zieldaten auf den IR-Suchkopf des Lenkflugkörpers aufgeschaltet und dessen
Sichtlinie 43 gleichzeitig von der Längsachse der Abschußvorrichtung 12 entkoppelt.
Die Sichtlinie 43 des IR-Suchkopfes richtet sich damit
auf das Ziel aus. Dies ist in 3 durch
die punktierte Sichtlinie 43 des IR-Suchkopfes dargestellt.
Gegenüber
dieser, auf das Ziel ausgerichteten Sichtlinie des IR-Suchkopfes
ist die Längsachse 39 der
Abschußvorrichtung
im Azimut um den Vorhalt α und
in Elevation um den Winkel ε verschwenkt,
wie dies in 3 eingezeichnet ist, wobei die
Längsachse 39 der
Abschußvorrichtung 12 auf
den vorausberechneten "kill
point" weist. Die
gleiche Beschreibung trifft auch auf die Abschußvorrichtung 13 und
auf den in diese abschußfertig
eingesetzten Lenkflugkörper
zu.
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Da
die zweite Abschußvorrichtung 13 immer exakt
gleich mit der ersten Abschußvorrichtung 12 ausgerichtet
ist und der Zielverfolgungssensor 25 bei Aufschalten von
Vorhalt und Aufsatz auf die Abschußvorrichtungen 12, 13 den
Zielkontakt durch die gegensinnige Schwenkverstellung des Schwenkspiegels 29 nicht
verliert, kann nach Abfeuern der Abschußvorrichtung 12, nach
erneutem Zielvermessen mit Berechnung von Aufsatz und Vorhalt durch
den Richtwinkelrechner 42 und nach Einstellen des neuen
Aufsatzes und Vorhalts an der Abschußvorrichtung 13 relativ
schnell ein zweiter Lenkflugkörper
aus der Abschußvorrichtung 13 auf
das Flugziel abgefeuert werden. In gleicher Weise kann alternativ
auch ein zweites Ziel bekämpft
werden, das relativ eng zu dem verfolgten Flugziel fliegt und damit
ständig
im Gesichtsfeld des Zielverfolgungssensors 25 vorhanden ist.
Nach Abfeuerung der Abschußvorrichtung 12 auf das
verfolgte Ziel kann die Sichtlinie 31, 32 des
Zielverfolgungssensors 25 schnell auf das Zweitziel eingestellt
und dieses in gleicher Weise vermessen und bekämpft werden. Die Zeitspanne,
die für
die erneute Bekämpfung
eines Ziels durch die zweite Abschußvorrichtung 13 nach
Abfeuern der ersten Abschußvorrichtung 12 benötigt wird,
ist dabei sehr klein, wodurch die Kampfkraft des Flugabwehrsystems
beträchtlich
gesteigert wird.
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Zur
einwandfreien Funktion des Zielverfolgungssensors 25 ist
eine Stabilisierung von dessen Sichtlinien 27, 28 unerläßlich. Dieses
ist durch den in die Sichtlinien 27, 28 eingeschalteten
Schwenkspiegel 29 relativ einfach zu erzielen, wozu eine
Stabilisierungselektronik 44 entsprechende Steuersignale erzeugt,
die von der Steuereinheit 46 zu einer entsprechenden Ansteuerung
des Stellantriebs 33 für den
Schwenkspiegel 29 umgesetzt werden. Nachführrechner 41,
Richtwinkelrechner 42, Steuereinheit 46 sowie
Stabilisierungselektronik 44 sind in einem Elektronikkasten 45 zusammengefaßt, der
bevorzugt an dem Sensorgehäuse 21 angeflanscht
ist, wie dies in 2 und 3 skizziert
ist. Die Übertragung
der Steuersignale von der Steuereinheit 46 an den Stellantrieb 23 für die Plattform 10 erfolgt über Schleifringe 47.