DE19601961A1 - Vorrichtung zum Suchen, Entdecken und Verfolgen von Flugzielen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Infrarotsuchkopf eines Flugkörpers (FK) sowie eine infrarot-optische Vorrichtung am Startrohr des FK zur Bekämpfung von Flug­ zielen.

Bekannt sind Infrarot (IR)-Suchköpfe für Fliegerfäuste oder Luft-/Luft-Flugkör­ per, wobei die Flugziele vom Schützen mit dem Auge - mit oder ohne Unter­ stützung durch Sehhilfen oder Wärmebildgeräte - erfaßt werden und dann der gesamte Flugkörper so mit dem Suchkopf optisch auf das Ziel ausge­ richtet wird, daß sich das Zielin dem nur wenige Grad kleinen Sehfeld des Suchkopfes befindet. Der Suchkopf wird auf das ihm so zugewiesene Ziel aufgeschaltet und der Bekämpfungsvorgang kann beginnen. Nachteil dieser Suchköpfe ist, daß der Schütze das Ziel mit dem Auge erfassen muß, was sehr geringe Entdeckungsentfernungen zur Folge hat, die bei schlechter Sicht noch geringer sind. Eine Nachtkampffähigkeit ist im allgemeinen über­ haupt nicht gegeben. Auch wenn dem Schützen ein Wärmebildgerät zur Ver­ fügung steht, besteht immer noch die Schwierigkeit den Flugkörper wegen des Parallaxenproblems so auszurichten, daß auch der Suchkopf das Ziel im kleinen Sehfeld hat.

Bekannt sind ebenfalls Suchköpfe, bei denen das Sehfeld durch ein instanta­ nes Sehfeld aufgespannt wird, das das gesamte Sehfeld abscannt. Diese Suchköpfe haben den Nachteil, daß sie relativ geringe Aufschaltentfernungen realisieren können, da die Strahlung des Zieles nur in einem Bruchteil der Zeit - nämlich beim Überstreichen des Zieles - auf den Detektor oder das Detektor- array fällt.

Bekannt sind ebenfalls scannende Suchköpfe der oben erwähnten Art, die beim Zielverfolgungsvorgang bestimmte Logiken benutzen, um nicht durch IR-Scheinziele wie z. B. Flares vom Ziel abgelenkt zu werden. Neuere Flare- Entwicklungen und/oder die Menge der zeitgleich oder kurz nacheinander ausgestoßenen Flares führen jedoch dazu, daß diese Logiken versagen mit der Folge, daß der Suchkopf vom echten Ziel abgelenkt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Suchkopf zu schaffen, mit dessen Hilfe Flugziele auf große Entfernungen auch nachts und bei schlechter Sicht ent­ deckt werden können, der die Identifizierung des Flugzieltyps auf große Ent­ fernungen erlaubt, der auf große Entfernungen auf die Flugziele aufschaltbar ist und der nicht durch IR-Scheinziele abgelenkt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der Patentan­ sprüche gelöst.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Figur näher erläutert.

Der Gegenstand der Erfindung betrifft zwei Hauptkomponenten im eigentli­ chen Suchkopf 2 und eine Hauptkomponente am Startrohr 4: Die eine Haupt­ komponente des Suchkopfes 2 besteht aus einem fest eingebauten Detektor­ array 8 mit starrender Optik 6 (focal plane array = FPA). Beide arbeiten im Wellenlängenbereich 3,0-5,0 µm oder einem Teilbereich davon. Diese Optik bildet das gesamte Sehfeld des Suchkopfes 2 von einigen wenigen Grad auf das Detektorarray 8 ab. Die andere Hauptkomponente des Suchkopfes 2 ist ein Drehkeilpaar 12, das für den Fall schneller und/oder stark manövrierender Ziele dem Sehfeld 10 des Suchkopfes während des Fluges des Flugkörpers 1 (FK) durch entsprechende Drehstellungen hohe Schielwinkel verleiht. Die weitere Hauptkomponente besteht aus einer reversibel aus dem Strahlen­ gang entfernbaren, z. B. klappbaren Aufweitungsoptik 14 direkt vor dem Such­ kopf 2 des FK 1 am Startrohr 4.

Mit diesen Hauptkomponenten läuft die Entdeckung und Bekämpfung von Flugzielen wie folgt ab: Der Schütze blickt bei der Zielsuche auf einen Schirm oder in ein Okular 16, auf/in dem das IR-Bild dargestellt ist, das der Suchkopf 2 selbst mit seiner Optik 6 und der Vorsatzoptik 14 "sieht". Der Schütze blickt also sozusagen durch den Suchkopf. Dadurch kann der Schütze große Raumwinkelbereiche im IR überwachen und so Flugziele auch bei schlechter Sicht und vor allem auch nachts auf große Entfernungen entdecken. Hat er ein ihm verdächtig erscheinendes Objekt, das sich zunächst nur als kleiner heller Punkt darstellt, entdeckt, bewegt er den FK so in die Richtung dieses Objektes, bis sich dieses innerhalb einer zentralen, z. B. eingeblendeten Mar­ kierung befindet, die den Sehfeldbereich des Suchkopfes 2 ohne Vorsatzop­ tik 14 bezeichnet. Danach klappt oder dreht der Schütze die Vorsatzoptik 14 aus dem Strahlengang heraus und sieht im Okular 16 jetzt das stark vergrö­ ßerte Ziel, wobei das gesamte dargestellte Sehfeld jetzt dem kleinen Sehfeld des Suchkopfes entspricht. Bei genügend großer Pixelanzahl im Detektorar­ ray, die mindestens 2562 beträgt, kann der Schütze jetzt selbst bei relativ gro­ ßen Zielentfernungen den Typ (Flugzeugtyp, Hubschraubertyp) erkennen, da das Ziel bereits auf genügend viele Pixel abgebildet wird. Hat der Schütze dann die Bekämpfungsentscheidung getroffen, betätigt er lediglich einen Schalter (nicht gezeigt), wodurch dem Suchkopf das IR-Bild des Flugzeu­ ges/Hubschraubers als Ziel zugewiesen wird. Ab diesem Moment "merkt" sich der Suchkopf das Bildmuster des Zieles und der FK 1 startet aus dem Start­ rohr 4, indem er z. B. ein IR-Fenster durchbricht. Jedes neue Bild, das im Suchkopf 2 vom Ziel aufgenommen wird, wird mit den vorhergehenden Bil­ dern verglichen, und das bereits bekannte Bildmuster des Zieles wird entspre­ chend den Aspektwinkeländerungen fortgeschrieben. Durch diese Art von Bildmusterverarbeitung gelingt es dem Suchkopf 2 auch - über die bereits be­ kannten Flareerkennungslogiken hinaus - dem IR-Bild des Zieles zu folgen, ohne daß zusätzlich im Bild auftauchende IR-Strahler wie z. B. Flares ihn ab­ lenken könnten, da diese nicht dem richtigen Bildmuster entsprechen. Auf diese Weise wird eine absolute Störfestigkeit des Suchkopfes bereits ab dem Start des FK 1 ermöglicht.

Bewegt sich während des FK-Fluges das Ziel an den Rand des Sehfeldes, wird durch entsprechendes Nachdrehen der beiden Drehkeile 12 im Such­ kopf 2 der Strahlengang so abgelenkt, daß das Ziel wieder zu Bildmitte zu­ rückwandert. So können hohe Schielwinkel realisiert werden.

Mit dieser Vorrichtung und diesem Verfahren können auch Ziele, die heute mit FK und IR-Suchkopf nicht bekämpfbar wären, auf große Entfernungen in gros­ sen Raumwinkelbereichen auch bei schlechter Sicht und nachts ohne Parallaxenproblem entdeckt werden. Ebenso sind durch die FPA-Technik große Aufschaltentfernungen realisierbar, da das Ziel ständig auf Detektormaterial abgebildet wird und nicht nur in einem Bruchteil der Zeit wie bei scannenden Suchköpfen. Durch die hohe Winkelauflösung ist eine Erkennung des Luft­ fahrzeugtyps vor dem FK-Start möglich, so daß man von einer passiven und nicht kooperativen Freund-Feind-Kennung sprechen kann - zumindest, was den Typ des Flugzieles betrifft. Durch die Bildmusterverarbeitung wird zum einen eine hohe Störfestigkeit ermöglicht. Zum anderen kann der FK sich bei weiterer Annäherung an das Ziel den Zielpunkt am Luftfahrzeug z. B. unter Zu­ hilfenahme einer "Bordbibliothek" genau aussuchen und so durch Auftreffen an einer besonders empfindlichen Stelle des Luftfahrzeuges eine besondere große Wirkung erzielen.

Verwendete Abkürzungen

deutsch/englisch IR Infrarot/infrared
FPA /focal plane array
µm /micrometer. . . 10^-6 m
FK Flugkörper/missile

Bezugszeichenliste

1 Flugkörper
2 Suchkopf
4 Startrohr
6 starrende Optik, Linsensystem
8 Detektorarray
10 Sehfeld des Suchkopfs
12 Drehkeilpaar
14 Aufweitungsoptik, Vorsatzoptik
16 Schirm oder Okular.

Claims (2)

1. Flugkörper mit Infrarot-Suchkopf und Startrohr mit einer Einrichtung zur Erleichterung des Auffindens von Zielen, dadurch gekennzeichnet, daß im Suchkopf (2) des Flugkörpers (1) ein starrendes Linsensystem (6) und ein Detektorarray (8) vorhanden sind, daß das Detektorarray (8) mit einem Bildschirm oder einem Okular (16) in Verbindung steht und daß eine aus dem Strahlengang entfernbare Aufweitungsoptik (14) direkt vor dem Suchkopf (2) des Flugkörpers (1) am Startrohr (4) befestigt ist.

2. Flugkörper mit Infrarot-Suchkopf und mit einem starrenden Linsensy­ stem und Detektorarray, gekennzeichnet durch ein Drehkeilpaar (12), das sich im Suchkopf (2) vor dem Linsensystem (6) befindet und dem Sehfeld des Suchkopfes (2) während des Fluges des Flugkörpers (1) durch Veränderung seiner Drehstellung hohe Schielwinkel verleiht.