DE102005054776A1

DE102005054776A1 - Lenkverfahren für Flugkörper

Info

Publication number: DE102005054776A1
Application number: DE200510054776
Authority: DE
Inventors: Roderich Rüger
Original assignee: LFK Lenkflugkoerpersysteme GmbH
Current assignee: MBDA Deutschland GmbH
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2007-05-24
Also published as: FR2893405A1; FR2893405B1

Abstract

Bei einem Lenkverfahren für Flugkörper, bei dem der Flugkörper von einem in Deckung befindlichen Schützen über eine Relaisstation mit Sichtverbindung zum Ziel ins Ziel gelenkt wird, wird vorgeschlagen, dass die Relaisstation erst nach dem Abschuss des Flugkörpers mit einer TV-Kamera und/oder einem Wärmebildgerät ein Bild des Ziels an den Schützen überträgt und mittels eines mit der Kamera achsharmonisierten Flugkörpers den Flugkörper ortet und Lenksignale an den Flugkörper übermittelt. DOLLAR A Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass das Ziel nicht beleuchtet werden muss, man sich also nicht exponiert und das Ziel nicht vorgewarnt wird, Gegenmaßnahmen einzuleiten. Ein weiterer Vorteil gegenüber dem bisher üblichen Laserspot-Trackverfahren sind ein noch einfacherer Flugkörper, der weder einen Laserspot-Suchkopf noch Lenkelektronik benötigt. Der Flugkörper wird zunächst von der Bodenstation, danach von der Relaisstation aus kommandogelenkt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkverfahren für Flugkörper, bei dem der Flugkörper von einem in Deckung befindlichen Schützen über eine Relaisstation mit Sichtverbindung zum Ziel ins Ziel gelenkt wird.
Die Erfindung ist primär für Boden-Boden oder Luft-Boden Lenkflugkörper von Vorteil, kann aber auch für andere Anwendungsfälle benutzt werden. Die Erfindung beschreibt, wie man mit geringstem Aufwand, passiv d.h. ohne aktive Beleuchtung des Zieles, sicher und punktgenau das richtige Ziel unter Vermeidung von Kollateralschäden trifft, auch wenn vor dem Abschuss keine Sichtverbindung zu dem Ziel bestand und das Ziel sich bewegt.
Prinzipiell kann man, wenn man die Abschussort- und die Zielort-Koordinaten genau genug kennt, den Lenkflugkörper per GPS ins Ziel steuern. GPS ist aber für Punktziele erstens zu ungenau und zweitens zu unsicher, da es abgeschaltet werden kann und drittens leicht störbar und viertens kann der Schütze nicht bis zum Schluss verifizieren und sicherstellen, das richtige Ziel zu treffen. Die exakten Zielkoordinaten müssten ausserdem in Echtzeit verfügbar sein, da man sonst fahrende Ziele verfehlen würde.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, in der Flugkörperspitze eine richtbare stabilisierte Kamera, beispielsweise eine TV-Kamera für den Tagbetrieb oder eine Wärmebildkamera für Tag-und Nachtbetrieb zu installieren und das Bild an die Bodenstation zu übertragen. Dort kann der Schütze im Bild das Ziel markieren, welches der Flugkörper dann automatisch anfliegt. Dieses Verfahren funktioniert gut, wenn der Schütze das Ziel bereits vor dem Abschuss sehen kann. Schwieriger wird es, wenn das Ziel erst im Laufe des Fluges auftaucht und der Schütze das Ziel in kurzer, unabwendbar ablaufender Zeit im übertragenen Suchkopfbild zunächst suchen und dann identifizieren und im Bild markieren muss. Insbesondere bei fahrenden Zielen muss das Sehfeld gross sein und die Auflösung hoch, damit das Ziel aus hinreichender Entfernung zu finden und identifizierbar ist um die Lenkflugkörperbahn noch korrigieren zu können. Der Aufwand für ein solches Lenkverfahren ist sehr hoch. Als Beispiel sei das Lenkflugkörper-System POLYPHEM genannt.
Eine dritte Möglichkeit ist, das Ziel aktiv mit einem Laser zu beleuchten und in der Flugkörperspitze einen Suchkopf zu haben, der den Laserspot anfliegt. Wenn das Ziel vom Abschussort aus nicht zu sehen ist, braucht man einen vorgeschobenen externen Beleuchter. Der Suchkopf im Flugkörper sucht dann während des Fluges den Laserspot. Der Laser leuchtet typischerweise mit einigen Hertz und etwas variabler Frequenz zwecks Codierung. Hauptnachteil dieses Verfahrens ist die aktive Beleuchtung des Zieles, die heutzutage jeder Laserwarner sensiert und den damit verknüpften möglichen Gegenmassnahmen. Der Schütze kann nicht sicher sein, das richtige Ziel zu treffen. Ansonsten ist dieses Verfahren relativ einfach und billig, erfordert aber zuverlässige Kommunikation zwischen der Abschussstellung und dem vorgeschobenem Beleuchter. Der vorgeschobene Beleuchter richtet das Fadenkreuz einer Kamera (TV oder Wärmebildgerät für Tag- und Nachteinsatz) auf das Ziel, der unsichtbare Laserstrahl ist mit dem Fadenkreuz achsharmonisiert und leuchtet somit auch auf das Ziel.
Es gibt auch Veröffentlichungen in denen eine Kombination aus Laserspot-Suchkopf und abbildendem Suchkopf mit Bildübertragung zum Schützen vorgeschlagen wird. Der Laserspot-Suchkopf hat dann ein grosses Sehfeld und sucht das beleuchtete Ziel und im abbildenden Suchkopf genügt dann ein kleines Sehfeld, welches der Schütze zur Verifikation, ob es das richtige Ziel ist, übertragen bekommt. Hier kann die Beleuchtungszeit des Zieles reduziert werden, aber Laserwarner reagieren auch auf einzelne Pulse. Lediglich der Mut des Beleuchters, sich aktiv zu offenbaren wird nicht so lange in Anspruch genommen. Der Aufwand ist doppelt hoch und man ist trotzdem aktiv, was von den Hauptnutzern abgelehnt wird.

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, bei dem ein Flugkörper während seines Fluges so gelenkt wird, dass er ein vom Abschussort aus nicht sichtbares stationäres oder bewegtes Ziel praktisch unstörbar unter der Kontrolle durch einen Schützen sicher anfliegt und auf kleiner als 1 m genau trifft, ohne dass das Ziel aktiv beleuchtet werden muss.

Gemäß der Erfindung wird dies durch die Merkmale nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 erreicht. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung, in der anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben wird. Es zeigen:
1 schematisch die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 schematisch die in der Relaisstation verwendete Kamera mit Flugkörperorter, und
3 schematisch den Flugkörperorter.
In 1 ist mit 1 der Lenkflugkörper, mit 10 die Leuchtquelle in dessen Heck, mit 2 eine vor zwischen Ziel 4 und nicht dargestellter Schützenposition befindliche Verdeckung bezeichnet. Die Relaistation 3, die eine Kamera und einen Flugkörperorter enthält, ist in diesem Beispiel auf einer Drohne angeordnet.
Der Flugkörper 1 wird mit üblichen bekannten Lenkverfahren so lange von der nicht dargestellten Abschussstation aus gelenkt, bis er ins Auffass-Sehfeld des Flugkörperorters in einer Relaisstation 3 eingetreten ist. Vorzugsweise wird aus ökonomischen Gründen das gleiche Lenkverfahren wie für den Endanflug benutzt, es kann bis dahin aber auch jedes andere bekannte Lenkverfahren angewendet werden.
Wenn der Flugkörper im Sehfeld des Flugkörperorters 3 angekommen ist, muss das richtige Ziel sicher gefunden und der Flugkörper störfest auf dieses Ziel gelenkt werden.
Erfindungsgemäss funktioniert das folgendermaßen:
Ein vorgeschobener Beobachter 3, der sowieso nötig ist um den genauen Zielort in Echtzeit zu ermitteln, hat eine Kamera 6 (TV und/oder Wärmebildgerät) mit Fadenkreuz und erfindungsgemäss zusätzlich einen integrierten, achsparallel zum Fadenkreuz ausgerichteten, störsicheren Flugkörperorter 5. Der vorgeschobene Beobachter setzt das Fadenkreuz auf das Ziel. Um das Fadenkreuz auf dem Ziel zu halten kann auch ein Zieltracker helfen.
Sobald der Flugkörper 1 in der Position 1' in das Sehfeld des Flugkörperorters der vorgeschobenen Relaisstation 3 eintritt, wird er dort aufgefasst, geortet und per an den Flugkörper gerichtetes Kommando auf die Visierlinie, definiert durch das Fadenkreuz, gesteuert. Es wird also das vom vorgeschobenen Beobachter in das Fadenkreuz genommene Ziel 4 angeflogen. Das Ziel 4 wird also nicht, wie bisher üblich, vom vorgeschobenen Beobachter 3 beleuchtet, es wird umgekehrt die Strahlung vom Heck 10 des Flugkörpers 1 im Flugkörperorter 5 des vorgeschobenen passiven Beobachters 3 sensiert, ausgewertet und zur Kommandobildung an den Flugkörper 1 benutzt.
Der Flugkörperorter 5 arbeitet vorzugsweise mit Zeittoren, die synchronisiert mit der Leuchtquelle 10 im Heck des Flugkörpers 1 öffnen und schliessen. Die Leuchtquelle 10 im Heck des Flugkörpers ist vorzugsweise eine Blitzlampe oder ein Laser.
Im Flugkörperorter 5 wird ein Bild zum Zeitpunkt des Blitzes und ein zweites Bild sehr kurze Zeit danach aufgenommen. Nach Subtraktion der Bilder bleibt nur der Blitz im Differenzbild übrig. Auch extrem starke Störer wie Feuer, Blendgranaten o.ä werden so effektiv eliminiert. Das Verfahren ist wesentlich störfester als mit den üblichen Laserspot-Trackern.
Der vorgeschobene Beobachterposten ist vorzugsweise auf einer Drohne positioniert, kann aber sich auch am Boden befinden.
Die Entfernung zum Ziel beträgt üblicherweise einige Kilometer. Die Darstellung nach 1 ist in der Höhe also unvermeidlich stark verzerrt. Wenn die Verdeckung 2 z.B. 20 m hoch ist und der Abstand von Verdeckung 2 zum Ziel 4 etwa 1 km beträgt, dann beträgt der Winkel α nur etwa 1°. Es ist also nicht so, dass der Flugkörper eine scharfe Kurve fliegen muss und auch der typische Divergenzwinkel der Leuchtquelle am Heck von etwa 6° reicht aus, dass der Flugkörper sowohl vom Startort als auch von der vorgeschobenen Relaisstation aus ortbar ist. Wenn wesentlich höhere Verdeckungen überflogen werden sollen, kann man, wenn notwendig, eine zweite um einige Grad geneigt gerichtete Leuchtquelle am Flugkörperheck anbringen.
Der Hauptvorteil der erfindungsmäßen Anordnung ist, dass das Ziel nicht beleuchtet werden muss, man sich also nicht exponiert und das Ziel nicht vorgewarnt wird Gegenmassnahmen einzuleiten. Ein weiterer Vorteil gegenüber dem bisher üblichen Laserspot-Trackverfahren sind ein noch einfacherer Flugkörper, der weder einen Laserspot-Suchkopf noch Lenkelektronik benötigt. Der Flugkörper wird zunächst von der Bodenstation, danach von der Relaisstation aus kommandogelenkt.

Claims

Lenkverfahren für Flugkörper, bei dem der Flugkörper von einem in Deckung befindlichen Schützen über eine Relaisstation mit Sichtverbindung zum Ziel ins Ziel gelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Relaisstation (3) erst nach dem Abschuss des Flugkörpers (1) mit einer TV-Kamera und/oder einem Wärmebildgerät (6) ein Bild des Ziels (4) an den Schützen überträgt und mittels eines mit der Kamera (6) achsharmonisierten Flugkörperorters (5) den Flugkörper ortet und Lenksignale an den Flugkörper (1) übermittelt.
Lenkverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kamera (6) und Flugkörperorter (5) auf einer Drohne angebracht und stabilisiert sind.
Lenkverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flugkörperorter (5) in der Relaisstation (3) modulierte Strahlung von einer Leuchtquelle (10) im Flugkörperheck erhält.
Lenkverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Flugkörperorter (5) zeitlich synchronisiert mit einer Pulslichtquelle (10) im Flugkörperheck ein Empfangstor öffnet.
Lenkverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Synchronisation beim Abschuss an Flugkörper (1) und Relaisstation (3) übertragen wird.
Lenkverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Relaisstation (3) einen Pulszeitpunkt der Leuchtquelle (10) selbst ermittelt und dann die Zeittore setzt.