1941年一台全电子非机械的通用模拟计算诞生了这个东西是由helmuthoelzer设计的,一个德国电子工程师和遥控导航专家。他和助手一起在佩内明德制造该设备,在那里他们是冯。布劳恩的远程火箭研发团队中的一份子。这台模拟计算机基于hoelzer在1935年概念发展而来的电子积分器和微分器(晕死那时候还没运算发大器都是机械微分器和积分器的天下,战列舰的火控系统是一堆齿轮黄铜盘和黄铜球),并且第一次作为导航控制系统被用在A-4火箭上。这台计算机在历史上如此重要,不仅仅是由于它是一台模拟计算机而且代表了仿真技术的发端。它带动了火箭系统的发展,最终使得登陆月球成为可能。
对A4的航向控制系统来说有2大影响因素:准确精度和能大规模制造。第一个因素压倒第二个,因为如果准确精度不能确保,那大规模制造是毫无意义的。A4的基本任务是沿着弹道击中目标。很明显需要沿着发射点和目标点划一条直线,这条飞行线上可能会出现2种误差:第一种是沿着飞行线的误差,可能飞过头或者没到目标就掉下去了,还有一种是相对直线来说的横向误差。第一种可以用调节火箭发动机关闭时间里调整,比如装正好够航程的燃料。这些因素最终能控制火箭的最终速度,它弹道的最高高度和航程。创造一个适当的攻击角度在弹道的上升过程是控制横向误差的姿态控制系统和导航系统的主要目的。
德军采用引导轰炸机用的波束制导来控制V2的横向误差,波束制导beamrider是一束沿着最优化路线的无线电波,一旦偏离路线将被带接收机的复合控制系统或者人工检测到并校正。hoelzer在去佩内明德前是在柏林的德律风根为飞机的无线电控制系统工作的,1939年他作为平民被军队征用。他,ottohirschler,ottohoberg还有其他一些人被分配去做知道A4的无线电导航系统的工作,稍后hoelzer被制定负责全部导航和控制系统。
为了校正横向漂移,必须获得飞行路线上的横向偏差,横向速度,和偏差的积累。对于姿态控制系统,速率陀螺仪是可行的并且可以得到飞行角度的1次导数,但对于横向控制,那时候还没还没设备可以测量横向速度。横向速度可以通过对横向加速度积分或者对横向位移积累微分来获得。第一种方法做出的设备是helmutschlitt负责细化的惯性导航系统,他是hoelzer手下。第二个是hoelzer自己负责的,他看到能把他1935年想到的使用电容的微分方法用在这里。这个电容也能被用作积分器,返回生成电压的积分。这些模拟电路就是无线电导航系统的心脏。
横向导航问题基本上1940年左右解决掉了,更多的注意力被放在姿态控制系统上了。4个公司在竞标(askania,kreiselgeraete,anschuetz,andsiemens),他们要求有更多的时间和更多的钱来解决问题都被拒绝了。在此期间hoelzer开始扩展他的电子微分器来解决姿态控制问题。他通过微分速率陀螺仪得信号得到角速度和加速度,最终速率陀螺仪被取消掉了,因为电子回路被加进了姿态控制和横向控制系统。hoelzer甚至使用了双重微分在系统的最终版本里因为他能取消叶片伺服系统的反馈位置。(估计就是战争末期狗急跳墙缺少物资的应急简化设计了)这个复合系统称作mischgeraet(mixing***puter混合计算机)这是第一个箭载电子导航计算机。从实用的角度来说,这种设计能大量制造。速率陀螺仪大约$7000,电子系统只要$2.5。hoelzer的装置满足了精度和批量制造的要求。下一个阶段就是把它更适于通用。
对A4的航向控制系统来说有2大影响因素:准确精度和能大规模制造。第一个因素压倒第二个,因为如果准确精度不能确保,那大规模制造是毫无意义的。A4的基本任务是沿着弹道击中目标。很明显需要沿着发射点和目标点划一条直线,这条飞行线上可能会出现2种误差:第一种是沿着飞行线的误差,可能飞过头或者没到目标就掉下去了,还有一种是相对直线来说的横向误差。第一种可以用调节火箭发动机关闭时间里调整,比如装正好够航程的燃料。这些因素最终能控制火箭的最终速度,它弹道的最高高度和航程。创造一个适当的攻击角度在弹道的上升过程是控制横向误差的姿态控制系统和导航系统的主要目的。
德军采用引导轰炸机用的波束制导来控制V2的横向误差,波束制导beamrider是一束沿着最优化路线的无线电波,一旦偏离路线将被带接收机的复合控制系统或者人工检测到并校正。hoelzer在去佩内明德前是在柏林的德律风根为飞机的无线电控制系统工作的,1939年他作为平民被军队征用。他,ottohirschler,ottohoberg还有其他一些人被分配去做知道A4的无线电导航系统的工作,稍后hoelzer被制定负责全部导航和控制系统。
为了校正横向漂移,必须获得飞行路线上的横向偏差,横向速度,和偏差的积累。对于姿态控制系统,速率陀螺仪是可行的并且可以得到飞行角度的1次导数,但对于横向控制,那时候还没还没设备可以测量横向速度。横向速度可以通过对横向加速度积分或者对横向位移积累微分来获得。第一种方法做出的设备是helmutschlitt负责细化的惯性导航系统,他是hoelzer手下。第二个是hoelzer自己负责的,他看到能把他1935年想到的使用电容的微分方法用在这里。这个电容也能被用作积分器,返回生成电压的积分。这些模拟电路就是无线电导航系统的心脏。
横向导航问题基本上1940年左右解决掉了,更多的注意力被放在姿态控制系统上了。4个公司在竞标(askania,kreiselgeraete,anschuetz,andsiemens),他们要求有更多的时间和更多的钱来解决问题都被拒绝了。在此期间hoelzer开始扩展他的电子微分器来解决姿态控制问题。他通过微分速率陀螺仪得信号得到角速度和加速度,最终速率陀螺仪被取消掉了,因为电子回路被加进了姿态控制和横向控制系统。hoelzer甚至使用了双重微分在系统的最终版本里因为他能取消叶片伺服系统的反馈位置。(估计就是战争末期狗急跳墙缺少物资的应急简化设计了)这个复合系统称作mischgeraet(mixing***puter混合计算机)这是第一个箭载电子导航计算机。从实用的角度来说,这种设计能大量制造。速率陀螺仪大约$7000,电子系统只要$2.5。hoelzer的装置满足了精度和批量制造的要求。下一个阶段就是把它更适于通用。