DE2226566A1 - Flugbahn Uberwachungs und Korrektur vorrichtung - Google Patents

Flugbahn Uberwachungs und Korrektur vorrichtung

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DE2226566A1
DE2226566A1 DE19722226566 DE2226566A DE2226566A1 DE 2226566 A1 DE2226566 A1 DE 2226566A1 DE 19722226566 DE19722226566 DE 19722226566 DE 2226566 A DE2226566 A DE 2226566A DE 2226566 A1 DE2226566 A1 DE 2226566A1
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Guy Claude Saint Germain en Laye Willoteaux (Frankreich)
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Societe Francaise dEquipements pour la Navigation Aerienne SFENA SA
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Description

DIPL. ING. WALTER MEISSNER D,pL. 1NG. HERBERT TISCHER
DIPL. ING. PETER E. MEISSNER Mönchen
DIPL. ING. H.-JOACHIM PRESTING
BERLIN
AFi1AIRB 5 + 6
SOCIETE PRANGAISE D·EQUIPEMENT POUR LA NAVIGATION
AERIENNE VeIizy-Villacoublay/Irankreich
Flugbahn-Uberwachungs- und Korrekturvorrichtung
Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen und Korrigieren der Flugbahn, die in einen "beweglichen Träger eingebaut werden kann, der sich in der Nähe eines oder mehrerer in Betracht kommender Objekte - die beweglich oder feststehend sein können - fortbewegt und dabei befehlsgemäß einer nachträglich vorgegebenen Bahn folgt. Bei den gestellten Anforderungen kann es sich um Ausweichsanordnungen oder -befehle handeln, um einen Zusammenstoß zwischen dem beweglichen Träger, d.h. einem Flugkörper, und den beweglichen oder ortsfesten Objekten zu vermeiden, die somit Hindernisse darstellen. Es kann sich aber ebenfalls um Anflugsbefehle handeln, die den Flugkörper veranlassen, sein Ziel zu erreichen, das eben diese beweglichen oder ortsfesten Objekte darstellt. Eine derartige Vorrichtung oder Anlage könnte die automatische Pilotensteuerung von Flugzeugen, Raketen oder Raumfahrzeugen vervollständigen.
Die Arbeitsweise einer derartigen Flugbahn-Überwachungsund -Korrekturanlage ist die, daß sich bei einem damit ausgerüsteten Flugkörper auf vorherbestimmter Flugbahn:
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falls die vorgegebene Flugbahn den befehlsgemäßen Anforderungen entspricht, die Anlage nicht anspricht und keine Flugbahnänderungsbefehle erteilt werden,
falls die vorgegebene Flugbahn nicht den gestellten Anforderungen entspricht,
die Anlage Flugbahnen mit zunehmenden Abweichungen simuliert, um eine optimale Flugbahn zu ergeben, d.h. eine Flugbahn, die optimal den besagten Anforderungen entspricht und gleichzeitig die geringste von der Flugbahn differierende Abweichung aufweist. Hierauf gibt die Vorrichtung Befehle zur Abänderung der Flugbahn an den Flugkörper, die der erzielten Flugbahn mit der sogenannten optimalen Abweichung entspricht.
Für den ausgerüsteten Flugkörper gilt dem Stand der Technik bekannt und somit nicht von der Erfindung betroffen:
Γ Ge s chwindi gkeit V
j Kurs Mj
Kursabweichungsgeschwindigkeit *f'
sowie Positions- oder Flugbahnangaben der in Betracht kommenden beweglichen oder ortsfesten Körper Mi, nach deren Maßgabe die vorbestimmte Flugbahn des ausgerüsteten Flugkörpers N nicht mehr auf die gegebenen Befehle ansprechbar ist.
'Entfernung ai
Azimut γ i
Geschwindigkeit Vi
Kurs ψi
Kursabweichungsgeschwindigkeit vj^'i. V
Insbesondere simuliert die erfindungsgemäße Anlage zum Überwachen und Korrigieren einer Flugbahn in seitlich sehr verkürztem Maßstab zunächst die für den mit der Anlage ausgestatteten Flugkörper im Hinblick auf den in
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Betracht kommenden beweglichem oder ortsfesten Eorper befolgte relative Flugbahn, und hiernach eine Folge relativer Flugbahnen, die sicli in !bezug auf Veränderungen in der linear- und/oder Winkelgeschwindigkeit mit alternierenden und zunehmenden Werten abweichend von der vorbestimmten relativen jüiigbahn ergeben können, [Für jede dieser Flugbahnen ermittelt die Anlage die Entfernung, über die der Flugkörper oder dgl. gegenüber dem Zielkörper geführt werden müßte. Die erfindungsgemäBe Anlage vergleicht Jede der so errechneten Anflugsentfernungen mit einem einbehaltenen konstanten Wert. Sofort wie dieser Vergleich eine Entfernung ergibt, die den Befehlsanforderungen entspricht, unterbricht die Anlage ihre Flugbahnsimulationen und gibt an die Steuervorrichtungen der mit der Anordnung versehenen Flugkörper oder dgl· Befehle, die die so ermittelte Geschwindigkeit (nach Größe und Vorzeichen) verändern, so daß der bestückte Korper einer reellen optimalen Flugbahn folgt.
Vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, spricht die überwachungs- und Eorrekturanlage für eine Flugbahn erfindungsgemäß auf das Ablenkungszeichen in Beziehung zur Zeit der simulierten Entfernung an, und zwar, wenn die Befehle Ausweichbefehle sind, wenn die simulierte Entfernung größer ist als die einbehaltene Entfernungsgröße, wobei bei positiver Ablenkung die Anlage keine weiteren Simulierungen mehr durchführt als die der vorgesehenen Flugbahn und auch an die Steuervorrichtungen des bestückten Flugkörpers keine weiteren Befehle gibt. Nur wenn diese Ablenkung negativ ist und die simulierte Entfernung kleiner wird als die Entfernung der einbehaltenen Entfernungskonstante, werden von der Anlage weitere Simulierungen durchgeführt.
Gleichermaßen werden von der Anlage keine weiteren Simu-
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lierungen durchgeführt ale die der vorbestimmten Flugbahn und keine Befehle an die Steuereinrichtungen des bestückten Flugkörpers gegeben, wenn nämlich die simulierte Entfernung kleiner ist ale die einbehaltene Entfernungsgröße und wenn die Ablenkung negativ ißt. Nur bei positiver Ablenkung und einem die Entfernungskonstante übersteigenden Wert werden von der Anlage weitere Simulierungen vorgenommen.
Andererseits sieht die Erfindung als nicht notwendigerweise eintretendes Endergebnis eine Vereinfachung der Schaltkreise vor, die der Errechnung der simulierten Entfernung dienen:
ais - V(*< - *)2 + (j< - y)2
wobei sich bei Substituierung der Addition in Module ergibt:
- y
Darüber hinaus wird insbesondere in dem Falle, in dem die gegebenen Befehle Aueweichbefehle sind, wenn nämlich mehrere in Frage kommende bewegliche oder ortsfeste Objekte in Betracht kommen, die eingangs erwähnte Arbeltsoder Betriebsweise reihenfolgegemäß für jedes der betreffenden Objekte durchgeführt, wobei es sich zusätzlich bei dieser Arbeitsweise um einen repetitiven Ablauf handelt, der, sobald er für das einzelne oder das letzte in Frage kommende Objekt beendet wurde, gleich wiederholt wird, wodurch gewährleistet ist, daß der Flugkörper oder dgl. jeden Zusammenstoß selbst mit einem in Betracht kommenden (einem anderen Flugzeug) sich schnell fortbewegenden Körper vermeidet.
Das Flugbahn-Überwachungs- und -Korrektursystem nach der Erfindung beinhaltet nach obigen Ausführungen eine Wir-
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kungsweise, Veränderungen der Geschwindigkeit der Kursabweichung IjJ Tor zunehmen sowie die Geschwindigkeit γ zu verändern, waa z.B. auf für den Fachmann geläufige Art durch Einwirken auf das Antriebssystem erreicht wird.
Insbesondere weist das erfindungsgemäße Simulierungsmodell einerseits das Flugbahn-Überwaehunga- und -Korrektursystem naoh der Erfindung sowie andererseits verkleinerte Modelle auf, durch die die für den bestückten flugkörper und für das betreffende Objekt in Betracht stehenden Plugbahnen sfemmliert sowie z.B. mittels eines leuohtschirme oszillographisch sichtbar gemacht werden.
Die Erfindung wird nachstehend in bezug auf die Zeichnungen erläutert, die den Erfindungsgedanken beispielshalber wiedergeben, jedoch nicht als darauf begrenzt anzusehen ist. Es zeigen:
Figur Λ ein Blockschema einer Ausführung für ein Flugzeug und einer sich an Bord dieses Flugzeuges befindlichen Flugbahn-Uberwachungs- und -Korrekturanlage naoh der Erfindung}
Figur 2 und 3 erläuternde Schemen bestimmter Punkte der Arbeitsweise der Anlage, wenn die Befehle Anflugbefehle (Figur 3) sind und wenn die Befehle Aueweichbefehle (Figur 2) sind;
Figur 4 ein schematisch dargestelltes Simulationsmodell, das auf die erfindungsgemäße Flugbahn-Überwaohungs- und -Korrekturanlage anspricht;
Figur 5 eine erläuternde Kurvenzeichnung;
Figur 6 ein Blockschema, das das* Berechnungsprinzip erläutert, das von γ ' und Y zu χ und j im erfindungsgemäßen Simulator führt;
Figur 7 eine erläuternde graphische Darstellung;
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BAD ORIGINAL
Figur 8 und 9 nach der Figur 1o erstellte Zusammenstellungen, die die Grundschaltung eines Flugbahnsimulators der Figur ^6der der Figur 4 ergeben;
Figur 11 eine erläuternde graphische Darstellung;
Figur 12 die Grundschaltung der logischen Schaltkreise der Figur 1;
Figur 13 und 14 sind Schaltbilder des Spannungsgenerators der Figur 1 j und
Figur 13 eine graphische Darstellung der unterschiedlichen in Figur 13 auftretenden Signale.
In der Figur 1 ist auf schematische Weise ein Ausführungsbeispiel für ein Flugzeug M und eine an Bord dieses Flugzeuges befindliche Flugbahn-Uberwachungs- und -Korrekturanlage nach der Erfindung dargestellt. Diese Anlage weist einen Flugbahnsimulator 11 für das Flugzeug H auf· Der Simulator 11 empfängt die Signale χ ■ 0 und 7Q - 0 (Ausgangspunkt der rechtwinkeligen Koordinaten) als Startposition des flugzeuges M und das Signal ψ Q als erste Kursangabe· Darüber hinaus wirdvm der Anlage durch das Steuerwerk eine« monostabilen Kreises 12 (dessen Rolle hiernach noch erläutert wird) das Signal V0 der Anfangsgeschwindigkeit des Flugkörpers If und das τοη der Additionseinrichtung 13 gelieferte Signal empfangen, das die Summe der ursprünglichen Abweichung ipJ Q des vom Flugzeug befolgten Kurses und der simulierten Einschwenk- oder Drehgrö^e^nachstehend erläutert) darstellt. Die Anlage besitzt somit einen Simulator 15 für die Flugbahn des betreffenden in Betracht stehenden Flugzeuges M., einen Wandler 16, der die Eingangswerte der Entfernung aiQ und des Azimuts V ^ des in Frage stehenden Flugzeuges U^ empfängt und diese in die rechtwinkeligen Anfangskoordinaten x. und y. umwandelt und einen Simulator 15» der die Signal· χ±0 und j±Q des Wandlers
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sowie das Signal w .des ursprünglich vom Flugzeug M. eingeschlagenen Kurses empfängt, wobei dieser Simulator 15 andererseits durch die monostabile Schaltung 12 das Signal V^ der Anfangsgeschwindigkeit und das Signal ü/ . der Anfangskursabweichung des Flugzeuges M. empfängt. Wenn nun die monostabile Schaltung 12 den Simulatoren 11 und 15 den Befehl erteilt, so simulieren diese Simulatoren 11 und 15 die Flugbahnen der Flugzeuge M und M^ und liefern die entsprechenden Signale χ und ^r für das Flugzeug U. und x. und y. für das Flugzeug IL , wobei dann zwei Subtrahierer 18 und 19 die Differenzen X^ « xi-x 1^
Y. « y. _ errechnen, zwei Analogschaltungen 21 und 22
x-y ο ρ
die Quadrate X. und X. dieser Differenzen ermitteln,
2 2 ein Addierer 23 deren Summe X^ + X. bestimmt, von der eine Analogschaltung 24 die Quadratwurzel errechnet, die die simulierte Entfernung a. von Flugzeug M^ ist. Dieses Signal a._ der simulierten Entfernung wird nach zwei Verfahren behandelt: es wird einerseits von einem Komparator 26 mit einem durch S gekennzeichneten Signal verglichen, das die zu berücksichtigende Entfernungskonstante darstellt und nach Maßgabe des Zeichens der Differenz (a. - S) einen Impuls I aussendet, und andererseits wird das Signal a^ß von einem Abzweigstromkreis 27 behandelt, der in Abhängigkeit des Vorzeichens der Ableitung ai einen Impulsgenerator 28 steuert.
Falls die gegebenen Befehle Ausweichbefehle sind, bewirkt die Anlage unter der Doppelbedingung einer über der Entfernungskonstante S liegenden simulierten Entfernung a. und einer positiven Ableitung al , daß keine weitere Simulierung vorgenommen und an die Steuergeräte des Flugzeuges M kein Ausweichbefehl gegeben wird. Anderenfalls, d.h. bei negativer Ableitung aJ , wenn die Entfernung ais kleiner wird als die Entfernungskonstante S, steuert der Komparator 26 und der Impulsgenerator 28 einerseits
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einen Spannungsgenerator 31» der an den erwähnten Addierer 13 den Befehl A γι der simulierten Drehung gibt und andererseits über den Addierer 32 die monostabile Schaltung 12 steuert· (Die Schaltkreise werden nachstehend noch beschrieben·) Es ergibt sich somit eine zweite Simulierung, worin der Befehl Δ ^p der simulierten Drehung aufgrund der gegebenen Bedingungen gewählt wird. Insbesondere kann dieser Befehl nacheinander den Ausdruck einer alternierenden Progression annehmen, z.B. die arithmetische Progression 0, C, -c, 2c, -2c, 3c, usw. Wenn der Minimalwert der simulierten Entfernung a. die gegebene Sicherheitsgröße S der Entfernung übersteigt, stellt die Vorrichtung die Simulierungen ein und gibt das Signal Δ ψ , das dieses Resultat hervorgebracht hat, durch den vom Impulsgenerator 28 gesteuerten Sperrkreis 33 an die Steuergeräte des Flugzeuges M ab. Daraufhin wird das Signal Δ ^ auf Null gebracht und die Vorrichtung geht zur Behandlung oder Bearbeitung eines weiteren Flugzeuges IL über. Die monostabile Schaltung 12 bringt nach Ansteuerung erneut die Ausgangebedingungen zur Darstellung: wenn nämlich der Steuerimpuls der monostabilen Schaltung 12 vom Komparator 26 kommt, die Ableitung ai , die vorher negativ war, positiv wird, aber der von der monostabilen Schaltung 12 zum Sperreingang des Generators 28 gehende Draht 121 diesen Generator daran hindert, vom Abzweigstromkreis 27 gesteuert zu werden.
In bezug auf Figur 2 und für den Fall von Ausweichbefehlen gegenüber dem Flugzeug IL befolgt das erfindungsgemäß bestückte Flugzeug M die Flugbahn T , die innerhalb der Sicherheitsentfernung S verläuft, wobei die relative Geschwindigkeit (Größe und Sichtung) VR vom Flugzeug H gegenüber Flugzeug M^ berücksichtigt wird. Das überwachungs- und Korrektursystern für Flugbahnen konstatiert diesen Sachverhalt in einem ersten SimulierungeVorgang
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und führt hiernach alternierend die Simulationsreihe . Ta, To» ^* ^4.» usw* äureh, b*8 eine Flugbahn T erreicht ist, die nicht in den Kreis von Mittelpunkt M^ und Radius S durchdringt, einer Flugbahn T, die es den Steuergeräten des Flugzeugs H vorschreibt. Es ist zu bemerken, daß es nach dea erfindungsgemäßen Verfahren kein ÜUli-Problem gibt. Die Arbeitsweise bleibt die gleiche, auch wenn die nicht ver- oder abgeänderte Flugbahn Q? genau über das Flugzeug M^ führt. Es ist ebenfalls hervorzuheben, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Flugbahnen T außer Acht läßt, die das Flugzeug M auf die andere Seite des Flugzeuges führen würden, dies Jedoch nur kraft größerer Kursabänderungen, die weder wünschenswert noch immer möglich sind und deshalb vermieden werden müssen·
Im Hinblick auf den Fall mehrerer beweglicher (andere Flugzeuge) oder ortsfester (Ziele auf der Erde) Objekte arbeitet das Flugbahn-Uberwachungs- und -Korrektursystem nach dem Eepetitionsverfahren. Die Repetitionsdauer T wird für η Objekte in η Zeitintervalle geteilt. Während
des Zeitintervalls t^ ■ ~- behandelt das Überwachungsund Korrektursystem das in Betracht kommende Objekt IL, usw. Selbstverständlich wächst die Zeitreduktion, mit der das erfindungsgemäße system arbeitet, mit der Anzahl η der betroffenen Objekte. Als einfache Angabe sei gesagt, daß eine Zeitreduktion von 25 für die Simulierungen ausreicht» wenn es sich um zwei Flugzeuge handelt, daß aber bei einer erhöhten Anzahl η von in Frage kommenden Objekten eine Reduktionszeit in der Größenordnung von 1 ooo vorgesehen werden muß, was die verwendeten elektronischen Schaltkreise leicht bewältigen.
Die Figur 3 bezieht sich auf Anflugbefehle gegenüber dem betreffenden Flugkörper M^, worin das bestückte Flugzeug
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M einer Flugbahn folgt, die über die Sicherheitsentfernung S hinausgeht, wobei die relative Geschwindigkeit (Größe und Hichtung) VR von Flugzeug 11 gegenüber dem betreffenden Flugkörper ML^ berücksichtigt wird. Die Flugbahn-Uberwachungs- und »Korrekturanlage konstatiert diesen Sachverhalt in einem ersten Simulationsvorgang und führt dann reihenfolgegemäß die alternierenden Simulationen Tx., T2» ^3» ^4» us*· durch bis zur Erreichung einer Flugbahn T, die in den Kreis mit Mittelpunkt ML, und Radius S eindringt und die den Steuergeräten des Flugzeuges M vorgeschrieben wird. Es ist zu bemerken, daß in der erfindungsgemäßen Anlage kein Null-Problem auftritt, da die Arbeite- oder Betriebsweise die gleiche bleibt, wenn die nicht modifizierte Flugbahn TQ genau über das in Betracht stehende Objekt; ML. führt.
In der Figur 4 ist eine schemätische Blockdarstellung eines Simulationsmodelle wiedergegeben, das dem erfindungsgemäßen Flugbahn-Überwachungs- und -Korrektursystem entspricht. Auch hier ist ein Simulator 11 für das Flugzeug M zusammen mit dem Addierer 13 mit γ -Eingang sowie der Simulator I5 für das Flugzeug ML· zu sehen. Die Rechenkreise ais sind bei 41 und die Logikkreise bei 42 neu zusammengefaßt. Auch weist das Simulationsmodell ein für das Flugzeug M und das Flugzeug ML, bestimmtes Modell bzw. 44 auf. Diese beiden Modelle sind einfach gleichermaßen ausgebildet wie die Simulatoren 11 und 15 und unterscheiden sich nur in bezug auf die Zeitreduktion, die 1 für 43 und 44 und 25 für 11 und I5 (nachstehend noch zu erläutern) betragen kann. Die Flugbahnen der beiden Flugzeuge können auf einem vierwegigen Oszillographen-Leuchtschirm 45 beobachtet werden, der die realen Flugbahnen (Eingänge χ y und XjJ*) gegenüber dem Erdboden gleichzeitig mit den simulierten Flugbahnen (Eingänge x_ ye
s s
und xis yis) anzeigt.
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Die dem besseren Verständnis dienende Kurvendarstellung der Figur 5 zeigt einen beweglichen Körper M in der Ebene xOy, wenn die Ausgangsstellung (xQ, yQ, tQ) und seine Geschwindigkeit V sowie seine Winkelgeschwindigkeit vi/ zu jedem Zeitpunkt bekannt ist, wodurch die Flugbahn vollständig bestimmt istο Die zu errechnenden Werte Vsin ψ und Vcos (p sind entsprechend in der Figur 6 im Blockschema dargestellt. Aus Vereinfachungsgründen ist der "cosinus"-Kreis durch einen zweiten "sinus"-Kreis mit einem um -9o° phasenverschobenen Winkel ersetzt. Der "sinus"-Kreis arbeitet von -9o° bis ü°oo. Es ist somit notwendig, den Winkel ψ zu transformieren (Figur 6), so daß die Drehung um 36o° erfolgen kann·
Die Figuren 8 und 9» die in der Figur 1o zusammengesetzt dargestellt sind, geben die Grundschaltung des Flugbahnsimulators, wobei die Bezugszeichen 11, 15» 43 und 44 denjenigen der Figuren 1 und 4 entsprechen. Diese Schaltung weist die Widerstände E und ξ auf. Im Ausführungsbeispiel ergaben sich zufriedenstellende Ergebnisse bei R « 1o kÄi und P « 2oo kJi< für die Flugbahnsimulatoren 11 und 15, und H « 51 k SIi und J «5 M JXi für die Flugzeugmodelle 43 und 44 der Figur 4, wobei sich eine Zeitreduktion ergibt, die für die Simulatoren gegenüber den Modellen um einen Faktor 25 größer ist.
Die Schaltkreise zur Berechnung von a. «
ausgehend von den Winkelkomponenten X, und Y. müssen schnell und präzise arbeiten, und sind deshalb ziemlich komplizierte Schaltungen (Schaltkreise 21, 22, 23, 24 der Figur 1). Die Erfindung sieht die Möglichkeit vor, diesen Teil der Vorrichtung zu vereinfachen, indem er durch ein einfaches Additionsmodul ersetzt wird:
is
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Es ist hierbei zu bemerken (Figur 11), daß diese Entfernung d. , die gemäß der girlanden- oder blattförmigen Kurve variiert,· welche sich aus den vier Kalbumkreisen zusammensetzt, immer der Bedingung:
ais < dis 4 a is
genügt
Dieser Austausch bedeutet die Annahme einer Sicherheitsentfernung S, die bisweilen höchstens um einen Faktor I vermehrt wird, was keinen Nachteil darstellt«,
Die Figur 12 zeigt die Grundschaltung der Logikschaltkreise der Figur 1. Sie weist den Komparator 26 und den Spannungsgenerator 31 (nachstehend beschrieben) auf. Der Addierer 32 ist aus zwei Diodenzweigen 321-322 und dem Widerstand 323-324 gebildet. Die monostabile Schaltung 12 versorgt die Steuerspulen der Simulatoren 11 und 15 durch eine Zener-Diode 122 und einen Transistor 123. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Impulsgenerator 28 zwei Verstärker 282, 283 auf, wovon der erstere das Vorzeichensignal a.' vom Abzweiger 27 empfängt, wogegen der Genera-
IS
tor 28 durch den Impuls A den vpm Spannungsgenerator 31 . mit dem SignalÄ ψ gespeisten und an den Eingang des Sperrkreises 33 gelegten Feldwirkungstransistor 331 steuert und später durch den Impuls B den Spannungsgenerator 31 auf Null zurückstellt.
Die Grundschaltungen des in Figur 1 dargestellten Spannungsgenerators zeigen die Figuren 13 und 14. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein integrierter Schaltkreis (Figur 12) verwendet, der aus einem Verschiebungsregister von 8 Ziffern mit Serieneingang und Parallelausgängen und einem Ziffern-Analog-Umwandler (Figur 14) besteht, der die 3 Betriebsverstärker 311, 312 und 313 umfaßt. Diesbezüglich gilt (Figur 15)Δ v|/e 1 Volt, was 1,6 debre-Sekunden entspricht, wobei als maximale Drehungsgröße - 4 A U/ 'aue-
I reicht.
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Claims (8)

  1. AFFAIRE 5 + 6
    SOCIlTB FRANCAISE D'EQUIPMENTS POUR LA NAVIGATION AERISNNE Velizy-Villacoublay/Frankreich
    Patentansprüche
    f 1. felugbahnüberwachungs- und -Korrektursystem für einen ^fcerart bestückten Flugkörper und bewegliche oder ortsfeste Objekte, dadurch gekennzeichnet, daß es in sehr verkürztem zeitlichen Maßstab zunächst die relative Flugbahn des bestückten Flugkörpers gegenüber dem betreffenden beweglichen oder ortsfesten Objekt simuliert, daraufhin eine Folge relativer Flugbahnen erstellt, die von der vorgegebenen relativen Flugbahn durch (lineare oder anguläre) Geschwindigkeitsveränderungen mit alternierenden und zunehmenden Werten abweicht, daä für jede dieser Flugbahnen die Entfernung errechnet^ die vom Flugkörper gegenüber dem Ziel zu durchlaufen ist und sodann jede der errechneten Entfernungen mit einer konstanten Größe verglichen wird, wobei dieser Vergleich eine den Befehlserfordernissen entsprechende Entfernung hervorbringt, um die Simulationen der Flugbahnen zu unterbrechen und an die Steuergeräte des bestückten Flugkörpers die derart ermittelten (linearen oder angulären) Geschwindigkeitsanderungsbefehle zu geben.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausweichsbefehlen nach den Befehlen, die das letzte bewegliche oder ortsfeste Objekt betreffen, zum nächsten beweglichen oder ortsfesten Objekt übergegangen wird.
  3. 3· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsveränderungen Veränderungen in
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    der Winkelgeschwindigkeit sind und zunehmende und alternierende Werte haben.
  4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung bei der Ermittlung von Ausweichsbefehlen im Hinblick auf die Zeit der Entfernung zwischen dem bestückten Flugkörper auf seiner simulierten relativen Flugbahn und dem in Betracht stehenden beweglichen oder ortsfesten Objekt auf das Ableitungszeichen anspricht und dann keine Simulationen durchführt, wenn gleichzeitig die simulierte Entfernung größer ist als die Sicherheitskonstante der Entfernung und die Ableitung positiv ist.
  5. 5· Einrichtung nach einem der Anspruch^ 1 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung bei der Ermittlung von Anflugbefehlen im Hinblick auf die Zeit der Entfernung zwischen dem bestückten Flugkörper auf seiner simulierten relativen Flugbahn und dem in Betracht stehenden beweglichen oder ortsfesten Objekt auf das Ableitungszeichen anspricht und dann keine Simulationen durchführt, wenn gleichzeitig die simulierte Entfernung kleiner ist als die Sicherheitskonstante der Entfernung und die Ableitung negativ ist.
  6. 6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Berechnungen die Entfernung, über die der bestückte Flugkörper gegenüber dem Ziel geführt werden soll, durch die Summe der Module ihrer beiden Rechteckkoordinaten ersetzt wird.
  7. 7· Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5> gekennzeichnet durch einen Flugbahnsimulator (11) für den Flugkörper (M), der die Ausgangskoordination χ = 0, y =0 und den Ausgangskurs Vp^ sowie die durch die monostabile Schaltung
    209851/0111
    (12) durchgegebene Ausgangsgeschwindigkeit YQ und die Vom Addierer (13) gelieferte Summe der Ausgangsabweichung vom Kurs ψ' und des simulierten Drehbefehls Δ vj,' , durch einen Flugbahnsimulator (15) für das in Betracht kommende Objekt M., der von einem Umwandler (16) die Ausgangsentfernung a. und den Ausgangsazimut V . des betroffenen Objekts LL, die in Ausgangskoordinaten x. und y^Q transformiert sind, sowie auf Betätigung der monostabilen Schaltung (12) die Ausgangsgeschwindigkeit V^ und die Ausgangsveränderung vom Kurs empfängt, wobei die Simulatoren 11 und 15 die Signale xy und x^y.» an zwei Subtrahierer 18 und 19 liefern, die die Differenzen X^ =>
    x. - χ und Y. « y./ - y an zwei Logikschaltkreise (21, 22)
    χ χι 2 2 liefern, die deren Quadrate X . und Y , errechnen, durch
    2 2 einen Addierer (23), der die Summe X1 + Y^ errechnet,
    durch einen Logikschaltkreis (24), der dieT X^ + Y^
    = a.
    simulierte Relativentfernung des Objekts Ϊ/L errechnet, durch einen Komparator 26, der die Entfernung a. mit der Sicherheitsentferhung S vergleicht und nach Maßgabe der Differenz einen Impuls I aussendet, durch einen Abzweiger (27), der das Signal a. empfängt und den Impulsgenerator (28) nach Maßgabe des AbIeitungszeichens in bezug zur Zeit steuert, durch einen Spannungsgenerator 31» der vom Komparator (26) und dem Impulsgenerator (28) gesteuert wird und der an den Addierer (13) den besagten simulierten Drehungsbefehl gibt, und.durch einen vom monostabilen Schaltkreis (12) gesteuerten Addierer 32 sowie einem Sperrkreis 33> der vom Impulsgenerator 28 gesteuert wird und auf die Steuergeräte C des Flugkörpers M (Figur 1) einwirkt.
  8. 8. Simulationsmodell für ein Flugbahn-Überwächungs- und -Korrektorsystem nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch Modelle, die die FlugbahneAjLes bJweglichen und des in Frage stehenden Objekts simuliAÄn ufö.Jiittel zur Sichtbarmachung, z.B. mittels Oszillf^J||bpi<
    209851/0111 D'P'" ORIGINAL INSPECTED
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3202138A1 (de) * 1982-01-23 1983-07-28 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Verfahren zum fuehren eines in der luft aufzutankenden flugzeuges
WO2008039226A3 (en) * 2006-03-29 2008-06-19 Raytheon Co Onboard guidance method for ballistic missiles

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE404682B (sv) * 1974-12-11 1978-10-23 Kockums Automation Forfarande och anordning for vesentligen kinematisk styrning av ett fartyg
DE2830502C3 (de) * 1978-07-12 1981-10-08 Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, 7770 Überlingen Steuervorrichtung für Flugkörper
SE456048B (sv) * 1982-02-24 1988-08-29 Philips Norden Ab Sett och anordning for att bestemma kollisionsrisken for tva inbordes rorliga kroppar
US4456202A (en) * 1982-09-16 1984-06-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Burst height compensation
US4494202A (en) * 1982-09-22 1985-01-15 General Dynamics, Pomona Division Fourth order predictive, augmented proportional navigation system terminal guidance design with missile/target decoupling
FR2577335B1 (fr) * 1985-02-08 1987-03-06 Aerospatiale Simulateur pour une installation de localisation et de guidage d'un mobile aerien et installation de ce type pourvue d'un tel simulateur
US4862373A (en) * 1987-05-13 1989-08-29 Texas Instruments Incorporated Method for providing a collision free path in a three-dimensional space
US6279851B1 (en) * 1989-11-22 2001-08-28 Raytheon Company Topography-aided guidance system and process
FR2665561B1 (fr) * 1990-08-03 1992-10-09 Thomson Csf Procede de generation de cartes d'evolution de mobiles, notamment pour aide a la manóoeuvre.
FR2712251B1 (fr) * 1993-11-10 1996-01-26 Eurocopter France Procédé et dispositif d'aide au pilotage d'un aéronef.
US5507452A (en) * 1994-08-24 1996-04-16 Loral Corp. Precision guidance system for aircraft launched bombs
US5522567A (en) * 1994-12-28 1996-06-04 Rockwell International Corp. Energy management system for a gliding vehicle
US5581250A (en) * 1995-02-24 1996-12-03 Khvilivitzky; Alexander Visual collision avoidance system for unmanned aerial vehicles
US5828571A (en) * 1995-08-30 1998-10-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method and apparatus for directing a pursuing vehicle to a target with evasion capabilities
FR2830103B1 (fr) * 2001-09-27 2004-10-15 Jean Claude Moreau Module electronique et informatique de securite pour les aeronefs
AT505798B1 (de) * 2007-09-20 2011-12-15 Naderhirn Michael Verfahren zur automatischen vermeidung von kollisionen eines objektes mit weiteren objekten
US8510041B1 (en) * 2011-05-02 2013-08-13 Google Inc. Automatic correction of trajectory data
US11074827B2 (en) * 2017-08-25 2021-07-27 Aurora Flight Sciences Corporation Virtual reality system for aerial vehicle
US20230088169A1 (en) * 2020-11-08 2023-03-23 Noam Kenig System and methods for aiming and guiding interceptor UAV

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3208064A (en) * 1957-05-31 1965-09-21 Bendix Corp Aircraft collision warning system
US3265869A (en) * 1962-08-03 1966-08-09 Gen Precision Inc Analog prediction computer
US3469079A (en) * 1963-04-15 1969-09-23 Thomas A Stansbury Navigational aid
US3242487A (en) * 1963-12-05 1966-03-22 Calvin M Hammack Detection and tracking of multiple targets
US3310806A (en) * 1965-04-01 1967-03-21 Thomas A Stansbury Cooperative collision avoidance system
NL143346B (nl) * 1965-09-14 1974-09-16 Hollandse Signaalapparaten Bv Impulsradarapparaat.
CH474104A (de) * 1966-12-16 1969-06-15 Siemens Ag Albis Verfahren und Einrichtung zur Lenkung eines bewegten Körpers zwecks Verhinderung einer Kollision
US3582626A (en) * 1969-09-22 1971-06-01 Thomas A Stansbury Collision avoidance system which compares relative velocity vector magnitude with range between two craft

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3202138A1 (de) * 1982-01-23 1983-07-28 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Verfahren zum fuehren eines in der luft aufzutankenden flugzeuges
WO2008039226A3 (en) * 2006-03-29 2008-06-19 Raytheon Co Onboard guidance method for ballistic missiles
US7566026B2 (en) 2006-03-29 2009-07-28 Raytheon Company Onboard guidance method for ballistic missiles

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Publication number Publication date
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FR2138484B1 (de) 1973-05-25
GB1410653A (en) 1975-10-22
FR2138483A1 (de) 1973-01-05

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