DE1902714A1 - Verfahren und Einrichtung zum UEbungsschiessen von ferngelenkten Raketen,die von einer beweglichen Plattform abgehen - Google Patents

Description

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GIRAVIONS DORAND, 5, rue Jean Mace, Suresnes, Hauts-de-Seine,

Prankreich.

Verfahren und Einrichtung zum Übungsschießen von ferngelenkten Raketen, die von einer beweglichen Plattform abgehen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges Verfahren zum Übungsschießen von ferngelenkten Raketen durch einen Beobachter, der auf einer beweglichen Plattform vor einer wirklichen Landschaft angeordnet ist und der durch eine Zieleinrichtung hindurch, die normalerweise zum Schießen verwendet wird, das Bild eines Leuchtfleckes beobachtet, der die Bahn der Rakete simuliert, wobei dieses Bild dem feststehenden Bild der Landschaft überlagert wird.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sowie auf Einrichtungen zum Übungsschießen von ferngelenkten Raketen zur optischen Simulierung der Bahn

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der Rakete, welche auf beweglichen Plattformen verwendbar sind, beispielsweise auf Flugzeugen, Hubschraubern, Wasserfahrzeugen, Landfahrzeugen, wie z.B. Panzern, usw.

Verfahren und Einrichtung nach der Erfindung ermöglichen es, von beweglichen Plattformen aus fiktive Raketen mit den gleichen Zieleinrichtungen und Abschußvorrichtungen wie auch unter den gleichen Ziel- und Umgebungsbedingungen abzuschießen wie bei jenen, bei denen die wirklichen Abschüsse erfolgen.

Beim Zielschießen von Raketen von feststehenden Plattformen aus ist es bereits bekannt, Schießsimulatoren zu verwenden, wie sie z.B. von der Anmelderin als "Exsοsimulator DX-43" vertrieben werden, mit denen Abschüsse möglich sind, die reelle, ortsfeste oder bewegliche Ziele vortäuschen.

Derartige Simulatoren weisen im allgemeinen folgende Vorrichtungen auf: Einen optischen Block, der auf dem Prinzip der Hellkammer arbeitet und einen halbreflektierenden Spiegel und eine Erzeugungsvorrichtung für die Leuchtstelle, die die Bahn der Rakete simuliert, besitzt, wobei die Anordnung so gewählt ist, daß das zu treffende Ziel in einer wirklichen Landschaft und der Leuchtfleck, der die Bahn der Rakete simuliert, gleichzeitig von dem Schützen beobachtet werden können, ersteres aufgrund der Transparenz durch den Spiegel hindurch und letzteres aufgrund der Reflexion auf dem Spiegel j eine Zielvorrichtung, die diese Beobachtung ermöglicht; eine Steuervorrichtung oder eine Schießvorrichtung, die es dem Schützen ermöglicht, durch Zwischenschaltung eines Rechners die Abweichungen der Stelle in der gleichen Weise zu tätigen, wie er die Abweichungen einer wirklichen Rakete steuert, und einen Rechner, der mittels einer Gruppe von Servomechanismen die Winkelverschiebungen eines Spiegels zur Simulierung des fortschreitenden Fluges der fiktiven Rakete, deren Bahnverlauf durch den Leuchtfleck dar- j gestellt wird, in Abhängigkeit von vorausbestimmten Anfangs- ,

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bedingungen (wie z.B. Geschwindigkeit der Rakete und Dauer des Fluges der Rakete) sowie von Befehlen des Schützen, die durch die Steuervorrichtung übertragen werden, steuert.

Bei solchen Simulatoren, die ausschließlich für einen Abschuß von ortsfesten Plattformen aus verwendet werden, ermöglicht die Tatsache, daß das optische Beobachtungssystem selbst starr angebracht ist, die Anordnung einer optischen Vergrößerungsvorrichtung vor dem Sehlocheingang, die ihrerseits die Beobachtung und das Schießen auf große Entfernung gestattet.

Die Vorrichtungen der vorerwähnten Art können nicht direkt zum Übungsschießen verwendet werden, wenn die Raketen von einer beweglichen Plattform abgehen sollen, da in letzterem Fall der Leuchtfleck, der die Bahn der Rakete simuliert, unabhängig von den Bewegungen dieser Plattform sein muß.

Zu diesem Zweck hat man bereits versucht, in die optische Bahn des Leuchtfleckes kreiselstatilisierte Spiegel einzuschalten, bzw. hat man Signale einer kreiselstabilisierten Zentrale unabhängig von dem optischen Block verwendet und durch Zwischenschaltung eines Simulationsrechners die Korrekturbefehle dem Steuerspiegel aufgegeben.

Beide Möglichkeiten haben den Nachteil, daß sie den baulichen Aufwand für den Simulator und für die gesamte Einrichtung und damit die Kosten für die Einrichtung wesentlich erhöhen.

Darüber hinaus gestattet weder die eine noch die andere der beiden Möglichkeiten das Vorhandensein eines optischen Vergrößerungssystems (das das Schießen über große Entfernungen wesentlich vereinfacht) am Eingang des optischen Blockes, da das nicht stabilisierte Bild der Landschaft die Bewegungen der Plattform mitmacht und den begrenzten Sehbereich des Verstärkungssystemes für die gesamte Bewegung, wenn Sie auch noch so klein ist, verläßt.

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Um die Anwendung eines Verstärkungssystemes unter Vermeidung der Nachteile der vorbeschriebenen Systeme zu ermöglichen, wurde bereits vorgeschlagen, die Anordnung des optischen Blockes fest mit der Zielstabilisiervorrichtung zu verbinden, wie im Falle eines Feldstechers, welchem er zugeordnet ist. Diese Anordnung führt zu einer Erhöhung des Gewichtes der Gesamtanordnung zur Stabilisierung durch einen KreiseJ., was zu einer wesentlichen Erhöhung des Platzbedarfes und des Preises für den Simulator führt.

Vorliegende Erfindung hat insbesondere zum Ziel, die Nachteile der beschriebenen Einrichtungen zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bild der wirklichen Landschaft in bezug auf die bewegliche Plattform gyroskopisch stabilisiert wird, daß das gesteuerte Bild dieses Fleckes in das Okular der Zielvorrichtung eingeführt wird, und daß die Leuchtfleck-Erzeugungsvorrichtung und das Okular der Zielvorrichtung mit der Plattform verbunden sind.

. Nach einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist die Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gekennzeichnet durch eine Zielvorrichtung, die mit der beweglichen Plattform verbunden ist und eine optische, in Form eines Episkops angebrachte Vorrichtung mit einem Kopfspiegel aufweist, der kreiselstabilisiert ist, ein Okular, einen ebenen halbreflektierenden Spiegel, der das stabilisierte Bild einer wirklichen Landschaft von dem Kopfspiegel aufnimmt und auf das Okular abgibt, und daß eine optische Vorrichtung vorgesehen ist, die einen die Bahn der Ratete simulierenden Leuchtfleck erzeugt, der einem Steuermechanismus für den Leuchtfleck zugeordnet ist und den gesteuerten Leuchtfleck gegen das Okular durch den halbreflektierenden Spiegel hindurch richtet.

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Die Zielvorrichtung der erfindungsgemäßen Einrichtung kann die kreiselstabilisierte Zielvorrichtung sein, die unter der Bezeichnung APX-BEZU M 260 im Handel ist, welche einen Kopfspiegel aufweist, der als Episkop angeordnet und mechanisch mit einem Kreiselsystem verbunden ist. Bei einer derartigen Zielvorrichtung ist das Bild der Landschaft fest mit dem System der Achsen der Zielvorrichtung gekoppelt.

Weiter wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Leuchtfleck durch einen Ablenkspiegel gesteuert wird, der mechanisch mit einem Steuerservomechanismus verbunden ist, welcher seine Befehle von einer Rechenmaschine erhält, mit welcher ein Abschußgriff verbunden ist, der von dem Schießenden bedient wird.

Der Leuchtfleck kann auch durch das die Leuchtquelle bildende reelle Bild des Glühfadens einer elektrischen Lampe ausgesandt werden, das durch die Leuchtstrahlen der Lampe in einer kleinen Glaskugel gebildet wird, die vor dem Olühfaden der Lampe angeordnet ist.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Glaskugel in einer Bohrung angeordnet, die einen schräggestellten und in bezug auf den Ablenkspiegel starr angeordneten Spiegel durchquert und den durch den Ablenkspiegel reflektierten Leuchtfleck gegen das Okular richtet.

Die Zielvorrichtung weist vorzugsweise eine Netzebene auf, die unmittelbar vor dem Okular angeordnet ist, sowie eine Umkehrvorrichtung des Bildes der wirklichen Landschaft. Diese Bildumkehrvorrichtung kann den charakteristischen Eigenschaften der Zielvorrichtung entsprechend zwischen dem halbreflektierenden Spiegel und der Netzebene oder aber zwischen dem Kopfspiegel und dem halbreflektierenden Spiegel angeordnet sein.

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Der optische Block kann oberhalb des halbreflektierenden Spiegels ein Objektiv aufweisen, das auf den Leuchtpunkt fokussiert ist, welcher in der kleinen Glaskugel gebildet wird, oder aber ein Objektiv, das den Leuchtpunkt auf die Netzebene projiziert.

Im ersten Fall wird zweckmäßigerweise ein zweites Objektiv, das auf die Netzebene fokussiert ist, zwischen dem ersteren und dem halbreflektierenden Spiegel oder hinter letzterem angeordnet.

Eine Einrichtung gemäß der Erfindung zum Übungsschießen von ferngelenkten Raketen ist beispielsweise in der Zeichnung dargestellt; die Figuren 1-3 zeigen schematisch die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung anhand von drei verschiedenen Aus führungs formen.

Bei der Einrichtung nach Fig. 1 durchlaufen die Lichtstrahlen, die von einer elektrischen, die Leuchtquelle des optischen Blockes 2 der Einrichtung darstellenden Glühfadenlampe 1 ausgehen, eine kleine Glaskugel 3* die vor dem Glühfaden 1 der Glühlampe angeordnet ist, und die ein reelles, annähernd punktförmiges Bild ergibt. Dieses Bild spielt die Rolle der Leuchtquelle und der Leuchtfleck oder das Strahlenbündel, das von ihm ausgeht, fällt auf einen ebenen Steuerspiegel 4, auf welchem es reflektiert wird. Der Leuchtfleck wird auf den ortsfesten, schräg gestellten Spiegel 5 reflektiert, der seinerseits den Strahl auf ein Objektiv 6 richtet, das auf der Rückseite des optischen Blockes 2 angeordnet ist. Die beiden Spiegel 4, 5 sind so angeordnet, daß das reelle Bild der Leuchtquelle im Raum vor dem Objektiv 6 erscheint, wo es ein virtuelles Bild ergibt, welches im Unendlichen liegt. Dieses virtuelle Bild wird in das Okular 7 einer Zielvorrichtung eingeführt, und zwar mit Hilfe einer optischen Vorrichtung, die einen halbreflektjffenden Spiegel 8 aufweist, der parallel zu einem

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Objektiv 9 der Zielvorrichtung wirkt und ermöglicht, daß die Bilder der Landschaft, die von dem Objektiv 9 durch den Kopfspiegel 10 der Zielvorrichtung übertragen werden, und die Bilder des Leuchtfleckes auf dem Niveau der Brennebene des Okulars 7 überlagert werden.

Der Kopfspiegel 10 ist mechanisch mit einem Kardansystem befestigt, das einen Teil einer Stabilisiervorrichtung 11 bildet und das unter anderem einen Servomechanismus aufweist.

Das Bild des Leuchtfleckes ist dadurch beweglich, daß ein ebener Steuerspiegel 4 zwischengeschaltet ist. Dieser Spiegel 4 ist auf einem Träger befestigt, der in einer Gabel 12 gehalten ist, die mit einer horizontalen Achse kraftschlüssig verbunden ist, welche auf einem Steuer-Servomechanismus in Richtung des Leuchtfleckes verbunden ist. Der Träger des Spiegels 4 ist beweglich an der Innenseite der Gabel 12 um eine zur/genannten senkrechten Achse gelagert, und ist um diese Achse über ein mechanisches Vorgelege einstellbar, das mit einem Höhen-Servomechanismus verbunden ist. Eine derartige Anordnung ermöglicht es, die beiden Freiheitsgrade des Spiegels 4 zu kombinieren.

Die beiden Servomechanismen, die mit 15 in Form eines Steuergehäuses bezeichnet sind, arbeiten mit Rückkopplung und werden von Signalen gesteuert, die aus einem (nicht dargestellten) Rechner stammen, in welchem die Bedingungen des simulierten Fluges der Rakete im Raum sowie die Zeit gespeichert sind, wobei einerseits ein Teil der Anfangsbedingungen (insb. die Anfangsgeschwindigkeit und die Anfangslage der Rakete sowie die Dauer des Fluges der Rakete) und andererseits Befehle berücksichtigt werden, die von einem durch den Bedienenden betätigten Steuerknüppel (nicht dargestellt) ausgehen.

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Die Bewegungen des Leuchtfleckes, der die Rakete simuliert, werden in gleicher Weise mit Hilfe eines Systemes von Achsen der Zielvorrichtung verarbeitet, wobei dies so geschieht, als ob diese Bewegungen beim Verlassen einer Boden-Abschlußplattform erfolgen.

Eine derartige Anordnung ermöglicht die Berechnung, ohne daß die Winkelbewegungen der Plattform in Rechnung gestellt werden mils s en.

Nimmt man an, daß eine Verschiebung in der Lage des Kopfspiegels 4 der Zielvorrichtung eine seitliche Abweichung des Bildes der Landschaft hervorruft, die einer Drehung um ihre Rotationsachsen entspricht, enthält der Rechner einen Servomechanismus, der durch die Bewegung der seitlichen Abweichung gesteuert wird, welche die notwendige Koordinatenänderung hervorruft.

Zusätzlich zu den beschriebenen Anordnungen weist die Einrichtung nach Fig. 1 zwischen dem auf den Leuchtfleck fokussierte ObjektLvö und dem halbreflektierenden Spiegel 8 ein zweites Objektiv 14 auf, das auf eine netzartige Ebene 15 fokussiert wird, die unmittelbar vor dem Okular 7 angeordnet ist, und es ist zwischen dem halbreflektierenden Spiegel 8 und der Ebene 15 eine Vorrichtung 16 zur Bildumkehrung vorgesehen.

In Fig. 2 sind die Elemente der dargestellten Einrichtung identisch oder ähnlich denen der Einrichtung nach Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Einrichtung nach Fig. 2 unterscheidet sich gegenüber der nach Fig. 1 nur insoferne, als die Objektive 9 und 14 (Fig. 1) durch ein einziges Objektiv 17 (Fig. 2) ersetzt sind, welches zwischen dem halbtransparenten Spiegel 8 und der Bildumkehrvorrichtung 16 angeordnet ist.

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In Pig. 3 sind die Elemente der dargestellten Einrichtung identisch oder ähnlich denen nach Fig. 1 und mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Spiegel 5 der Einrichtung nach den Figuren 1 und 2 ist jedoch in dieser Fig. 3 weggelassen, und zwar aufgrund der besonderen Anordnung des Heizfadens 1 der Lampe und der Glaskugel 3 unterhalb des Steuerspiegels 4; die Befestigung des Spiegels 4 ist dabei ähnlich der des Kopfspiegels 10 der betrachteten Vorrichtung, wobei die Achse der Gabel 12 vertikal verläuft .

Ein einziges Objektiv l8 ist zwischen dem Steuerspiegel 4 und dem halbtransparenten Spiegel 8 angeordnet, wobei das Objektiv den Leuchtfleck, der in der Glaskugel 3 gebildet wird, auf die Netzebene projiziert.

Andererseits sind ein Objektiv 19 und zwei Linsen 20-21, die eine Bildumkehrvorrichtung darstellen, zwischen dem Kopfspiegel 10 und dem halbtransparenten Spiegel 8 angeordnet.

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Claims (11)

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1. Verfahren, um das Bild eines Leuchtfleckes, der die Bahn einer Rakete simuliert, das dem stabilen Bild einer wirklichen Landschaft überlagert wird, in einer Zielvorrichtung an eine auf einer beweglichen Plattform angeordnete Beobachtungsstelle zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild der wirklichen Landschaft in bezug auf die bewegliche Plattform gyroskopisch stabilisiert wird, daß das gesteuerte Bild dieses Fleckes in das Okular (7) der Zielvorrichtung eingeführt wird, und daß die Leuchtfleck-Erzeugungsvorrichtung und das Okular (7) der Zielvorrichtung mit der Plattform verbunden sind.

2. Einrichtung für das Übungsschießen von ferngelenkten Raketen, die von einer beweglichen Plattform abgehen, nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zielvorrichtung, die mit der beweglichen Plattform verbunden ist und eine optische in Form eines Episkops angebrachte Vorrichtung mit einem Kopfspiegel (10) aufweist, der kreiselstabilisiert ist, ein Okular (7)> einen ebenen, halbreflektierenden Spiegel (8), der das stabilisierte Bild einer wirklichen Landschaft von dem Kopfspiegel (10) aufnimmt und auf das Okular (7) abgibt, und daß eine optische Vorrichtung vorgesehen ist, die einen die Bahn der Rakete simulierenden Leuchtfleck erzeugt, der einem Steuermechanismus für den Leuchtfleck zugeordnet ist und den gesteuerten Leuchtfleek gegen das Okular durch den halbreflektierenden Spiegel hindurch richtet.

3. Verfahren zur Anwendung der Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtfleek durch einen Ablenkspiegel (4) gesteuert wird, der mechanisch mit einem Steuerservomechanlsmus verbunden ist, welcher seine Befehle von einer Rechenmaschine erhält, mit welcher ein Abschußgriff verbunden ist, der von dem Schießenden bedient wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtfleck durch das die Leuchtquelle bildende reelle Bild des Glühfadens (l) einer elektrischen Lampe ausgesandt wird, das durch die Leuchtstrahlen der Lampe in einer kleinen Glaskugel (3) gebildet wird, die vor dem Glühfaden (l) der Lampe angeordnet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaskugel (3) in einer Bohrung angeordnet ist, die einen schräggestellten und in bezug auf den Ablenkspiegel starr angeordneten Spiegel (5) durchquert und den durch den Ablenkspiegel reflektierten Leuchtfleck gegen das Okular (7) richtet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem halbreflektierenden Spiegel (8) und dem Okular (7) eine Bildumkehrvorrichtung (l6) für das Bild der wirklichen Landschaft und eine Netzebene (15) vorgesehen ist, die unmittelbar vor dem Okular (7) liegt.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Objektive (6, 17) vorgesehen sind, deren eines auf den Leuchtpunkt fokussiert wird, der in der kleinen Glaskugel (3) ausgebildet wird, und deren anderes auf die Netzebene (15) fokussiert wird, die beide in dem Teil der Bahn des Leuchtstrahlenbündels zwischen dem schrägen Spiegel (5) und dem halbdurchlässigen Spiegel (8) angeordnet sind, wobei das erste Objektiv (6) dem schrägen Spiegel (5) am nächsten liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem schrägen Spiegel (5) und dem halbdurchlässigen Spiegel (8) ein Objektiv (6) vorgesehen ist, das auf den Leuchtfleck fokussiert wird, der in der Glaskugel (3) entsteht. .

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9· Verfahren nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Objektiv (17) vorgesehen ist, das auf die Netzebene (15) fpkussiert wird, und das objierhalb der Bildumkehrvorrichtung (16) zwischen letzterer und dem halbdurchlässigen Spiegel (8) angeordnet ist sowie mit der Bildumkehrvorriohtung, der Netzebene und dem Okular (7) ein Beobachtungs- und Zielglas darstellt.

10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtfleck auf das Okular (7) durch ein Objektiv (18) hindurch geworfen wird, das die Leuchtstelle auf die Netzebene (15) durch den halbdurchlässigen Spiegel (8) hindurch projiziert.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Bahn des Bildes der wirklichen Landschaft, der zwischen dem Kopfspiegel (10) und dem halbdurchlässigen Spiegel (8) liegt, eine optische Anordnung (19-21) aufweist, die eine Umkehrvorrichtung (20, 21) für das Bild und ein Objektiv (19) enthält, die das Bild auf die Netzebene (15) fokkusieren.

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