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Die Funklenkanlagen Kehl/ Straßburg

Fernlenkanlagen des Typs "Kehl" (Sender) und "Straßburg" (Empfänger) wurden in diverse deutsche Waffenentwicklungen des zweiten Weltkrieges eingebaut, so in die in dieser Rubrik beschriebene Gleitbombe HS 293 und in die Fritz X.

Vom Sender Kehl gab es verschiedene Modifikationen:
Kehl I: FuG 203 a zum Abwurf von 1 Stück Fritz X
Kehl II: FuG 204 Boden- Funklenk- Sendeanlage zur Fernlenkung eines Flak- Zieldarstellungsflugzeuges Argus Mo 12 - hierzu verändertes (Frequenzbereich) Modulationsteil MT 204
Kehl III: FuG 203 b zum Abwurf von 1 Stück HS 293
Kehl IV: FuG 203 c zum Abwurf von 1 Stück Fritz X ODER 1 Stück HS 293
FuG 204 d zum Abwurf von 1 bis 4 Stück Fritz X ODER HS 293


Der Einbau erfolgte vorrangig in Flugzeuge des Typs He 111, Do 217, Fw 200 und He 177.

Der Empfänger Straßburg wurde ebenfalls in mehreren Modifikationen gebaut.
E 30: anstelle des T- Relais Schaltröhren des Typs RL 12 P 10 S
E 230: nur noch T- Relais und Röhren

Es gibt noch weitere Modifikationen, die unter anderen Bezeichnungen angewendet wurden.

Die generelle Funktion:

Die Funktion wird im nachfolgend am Beispiel der Gleitbombe HS 293 beschrieben. Sie dient der Darstellung der Funktion und Komplexität einer solchen Fernlenkanlage.

Die HS 293 besitzt zur Regulierung der Flugrichtung und -höhe zwei Querruder mit 1230 qcm an den Flügelhinterkanten sowie ein Höhenruder mit 1600 qcm. Die Querruder konnten abwechselnd durch Elektromagnete verstellt werden (nur Vollausschlag nach oben). Die Rückholung in die Normallage erfolgte durch Federn. Das Höhenruder wurde durch eine Rudermaschine (Servo) angesteuert. Es wurde eine Fernlenkung nach dem polaren Prinzip realisiert. Das heißt nichts anderes, als das die Bewegungen um Längs- und Querachse oder Hoch- und Längsachse gesteuert werden konnten. Für die Fernsteuerung mussten also zwei voneinander unabhängige Dauerkommandos, davon eines mit stetiger Veränderung der Werte, übertragen und in der Gleitbombe ausgewertet und umgesetzt werden.

Das Prinzip

Im Lenkstand des Flugzeuges befindet sich ein Kommandogeber (KG), dessen Werte ein Modulationsteil (MT) ansteuern. Hiermit wird der Senderteil (ST) moduliert und das Signal über die Sendeantenne (SA) als Hochfrequenz abgestrahlt.

In der Lenkbombe werden die hochfrequenten Signale mit einer Antenne (EA) aufgenommen und im Empfänger (E) demoduliert sowie verstärkt. Die nachfolgende Aufschalteinrichtung (AE) steuert die Ruderantriebe für beide Achsen an.

Der Sender im Detail

Eines der wichtigsten Bauteile des Senders Kehl ist der Kommandogeber.
Zur Funktion: Die Aufgabe des Kommandogebers besteht darin, in Abhängigkeit von der Stellung eines Steuerknüppels die Kommandowerte so umzusetzen, dass zwei Schaltkontakte entsprechend betätigt werden. In den Seriengeräten wurde das über zwei sich drehende Walzen rein mechanisch gelöst. In Versuchsanordnungen finden sich auch Varianten, wo elektrische Lösungen zur Anwendung kamen. Bei der mechanischen Lösung drehen sich zwei Schaltwalzen mit 600 U/ min (bei Fritz X 300 U/min). Der Antrieb erfolgt über einen drehzahlgeregelten Gleichstrommotor und eine gemeinsame Welle für beide Walzen. Diese Walzen gab es in zwei Varianten. Zum einen wurde für die Fritz X der Geber Kehl I benutzt. Er arbeitete mit 300 U/min und kartesischen Koordinaten. Der Geber Kehl III wurde für die HS 293 verwendet. Er arbeitet mit Polarkoordinaten bei 600 U/min.

Die Modulation des Senders mit den Kommandofrequenzen von 1 kHz und 1,5 kHz sowie 8 kHz und 12 kHz erfolgte im Modulationsteil MT 203. Es wurde das Verfahren der Amplitudenmodulation verwendet (Umtastung von 4 L/C- Generatoren durch den Kommandogeber). In der Ausführung Kehl II wurde ein Modulationsteil MT 204 mit anderen NF- Werten benutzt (Verwendung zur Flak- Zieldarstellung). Es gibt weitere Anlagen, u.a. zur Funkfernlenkung aus Jägern (FuG 206), auf die wir in anderen Beiträgen eingehen werden.

Für die Übertragung des Signals standen 18 Frequenzen um 50 MHz zur Verfügung. Später verwendete man auch geringfügig tiefere Ausweichfrequenzen. Benutzt wurde ein Sendeteil mit der Bezeichnung S 203. Er war quarzgesteuert, die Quarze arbeiteten auf halber Betriebsfrequenz. Es folgt eine Verdopplerschaltung und die Endstufe, bestückt mit 2 Röhren des Typs LS 50. Damit wurden rund 30 Watt Ausgangsleistung erreicht. Abgestrahlt wurden die Signale über eine v- förmige Dipolantenne zwischen Höhenflosse und zwei Rumpfdurchführungen. Vorgeschaltet war ein Antennen- Anpassgerät.

Der Empfänger im Detail

Je nach verwendetem Waffensystem unterschied sich die Empfangsanlage erheblich. Das betraf vor allem die Art und Weise der Ausgabe der Steuerkommandos und deren Umsetzung.

Das Signal wurde von einer waffenspezifischen Antenne aufgenommen und über ein Antennenanpassgerät (notwendig wegen der unterschiedlichen benutzten Arbeitsfrequenzen sowie unterschiedlichen Waffensystemen) dem eigentlichen Empfänger zugeleitet. Er arbeitet als Überlagerungsempfänger. Der Empfänger wurde mittels Schraubendreher auf einen von 18 Kanälen mit einem Frequenzabstand von 100 kHz eingestellt.
Alle frequenzbestimmenden Kreise waren so ausgelegt, dass eine sehr gute Temperaturkompensation stattfand. Die automatische Scharfabstimmung regelt einen Bereich von +/- 35 kHz. Der gesamte Empfängerteil ist auf den geplanten Einsatzzweck hervorragend abgestimmt. Dafür sorgt u.a. eine geringe Empfindlichkeit um die 2 µV, andererseits verkraftete er aber auch hohe Eingangsspannungen. Als Röhren wurden RV 12 P 2000; RV 12 P 2001 und RG 12 D 2 verwendet.

Die eigentliche Kommandoverarbeitung erfolgte nach Demodulation und NF- Verstärkung durch eine Trennung der beiden Signale mittels Bandfilter und nochmaliger Verstärkung. Dann wurden die entsprechenden Signale ausgesiebt und zur Ansteuerung von polarisierten Telegrafenrelais des Typs T. rls. 64 genutzt. Die ersten Empfänger des Typs E 30 nutzten hierfür noch Röhren RL 12 P 10 S.

An die Relaisausgänge wurden waffensystemspezifische Steuerungen angeschlossen. Im Falle der HS 293 gehörten dazu eine 24- Volt- Batterie des Typs DEAC, ein Kreisel, der Kreiselumformer und ein sogenanntes Sammel- oder Aufschaltgerät SAG 230, in dem Siebglieder und Relais zusammengefasst waren und das zwischen Empfängerausgang und Rudern geschaltet war.

Wie funktioniert die Fernlenkung der HS 293 nun empfängerseitig?

In den folgenden Darstellungen soll aufgezeigt werden, welche komplexen Vorgänge bei der Fernsteuerung des HS 293 auftreten und wie sie technisch bewältigt wurden. Es wird deutlich, dass es sich um eine technische Meisterleistung der damaligen Zeit handelt. Die Beschreibung folgt im wesentlichen der in [1] gegebenen und wurde von mir nur unwesentlich bearbeitet.

Durch Drücken des Abwurfknopfes AK wurde der Kreisel über das Relais KE entfesselt. Kontakt ke schaltete den Auslösemagnet AM und gleichzeitig die Minusleitung der Quersteuerung ein. Noch nicht aktiviert wurde die Höhensteuerung. Ein Relais ZR verzögerte das um ca. 1 Sekunde auf thermischem Weg. Hierdurch sollte verhindert werden, dass die abgeworfenen HS 293 durch versehentliches Ziehen des Kommandogebers in das abwerfende Flugzeug geriet. Beim Abwurf wurde gleichzeitig der Abreiß- BB- Stecker abgerissen und die Bombe damit elektrisch vom Trägerflugzeug getrennt. In der Zeichnung ist diese Trennstelle durch Kreise dargestellt.
Die Fernsteuerung der HS 293 arbeitet polar, nicht kartesisch.
Für die Höhensteuerung (wichtig für den Wert der Beschleunigung) bedeutet dies folgendes: Der Empfänger- Relaiskontakt r1 liefert an das Filter F1 Rechteckimpulse, deren Gleichstromwert und Grundwelle (i.d.R. 10 Hz) ausgesiebt werden. Dann gelangen die Signale an das Relais R3. Über dessen Kontakt r3 wird die Feldwicklung des Höhenruders HRM abwechselnd auf Links- oder Rechtslauf getastet, während der Anker ständig an Gleichspannung liegt. Der Motor M verstellt über die Schraubenspindel Sp das Höhenruder und damit zugleich den Schleifwiderstand eines Doppelpotentiometers, während eine zweite, gegenläufige Spindel in entgegengesetzter Richtung verstellt wird (S2). Von den beiden Potentiometerwerten hängt das Potential der beiden Wicklungen vom Relais R3 ab. Angenommen, der Steuerhebel steht auf Vollausschlag D, also "drücken". Dann wird vom Empfängerkontakt r1 der Wert k=0 ausgegeben, das Höhenruder steht auf Vollanschlag. Das Relais R3 wird so erregt, dass r3 nach unten gelegt wird. Die Höhenrudermaschine läuft voll an. Beide Potikontakte s1 und s2 werden in ihre Endlage gebracht. Relais R3 beginnt zu ticken. Dabei sind die Kontaktzeiten für Rechtslauf größer als die für Linkslauf. Irgendwann haben die Schleifer und damit auch das Höhenruder die Mittelstellung erreicht. R3 tickt nun symetrisch, der Motor erhält abwechselnd Links- und Rechtsimpulse. Das verbessert die Genauigkeit der Steuerung. Neben dieser Stellungsrückführung über S1 und S2 gibt es noch eine Geschwindigkeitsrückführung. Dabei wird in Reihe mit dem Relaiskreis eine Spannung zugeführt, die aus dem Tachodynamo TD an der Höhenrudermaschine gewonnen wird und zu dieser proportional verläuft. Durch diese Dämpfung wird eine Verbesserung des Regelverhaltens erreicht. Die Ruderwirkung hängt natürlich auch von der Fluggeschwindigkeit ab. Deshalb wurde über den Staudruckgeber SG das Poti S3 verstellt. Es regelt den Wert, an dem das Höhenruder zur Ruhe kommt.

Für die Richtung der wirksamen Beschleunigung ist beim polaren Steuerprinzip die Querlage der Waffe maßgebend. Die Steuerung funktioniert ähnlich der der Höhenlage. Einziger Unterschied: Die Rückführung ist nicht von der Stellung des Ruders abhängig, sondern von der Achsenlage im Raum. In der HS 293 funktioniert das wie folgt: Der Relaiskontakt r2 des Empfängers betätigt über Filter F2 und Relais R4 (genauer dessen Kontakt r4) zwei Vakuumrelais VR1 und VR2. Die schalten die Querrudermagnete RM1 und RM 2 abwechselnd ein. Die Stellungsrückführung erfolgt über das Kreiselpoti KP, die Dämpfung über das Relais Rw. Dieses Relais wird gleichzeitig mit dem Vakuumrelais erregt. Dabei wird die der Drehgeschwindigkeit der Waffe zugeordnete Spannung am Widerstand W1 dadurch erzeugt, dass der Kondensator C über Zeitkonstante und Höhe des aufladenden Widerstandes W2 geladen wird. Dieser Widerstand W2 wird über den Kontakt Rw abwechselnd an + und - KB gelegt. Gibt r4 z.B. Vollausschlag nach links, so ist VR1 erregt, RM1 angezogen und das linke Querruder schlägt nach oben bis zum Anschlag aus, während das rechte Querruder in der Ruhestellung verbleibt. Die Lenkbombe dreht dann so lange um die Längsachse, bis eine Übereinstimmung des Winkels der Kreiselachse (vertikal) und der Querachse des Winkels der Bombe (90° + Alpha) erreicht ist. Dann tickt R4 symetrisch und die beiden Querruder schlagen abwechselnd je eine halbe Peiode (1/20 s) aus. Die Querruderwirkung ist dann Null, durch die Höhenruderstellung wird eine Beschleunigung bedingt, die letztlich durch die Stellung des Steuerknüppels bedingt ist. Die Darstellung in manchen Foren, die Kombination Kehl/ Straßburg hätte zu Problemen bei höheren Beschleunigungen geführt, ist also falsch.

Die Empfangsantenne wurde an der HS 293 übrigens von der linken Kante der Höhenflosse zu einer Plexiglas- Durchführung geführt, die auch das Anpassgerät enthielt. Sie war von außen trimmbar.

Der Empfänger war in einem warmluftbeheizten Teil des Geräteraumes untergebracht, der im Trägerflugzeug durch das Instrument TP 203 b überwacht werden konnte.

An Stelle des "Straßburg" konnte ein E 237 "Duisburg" angeschlossen werden. Er empfing Kommandos der drahtgesteuerten Fernlenkung (18 km Stahldraht mit 0,3 mm Durchmesser über FuG 207). Wir werden zu einem späteren Zeitpunkt über diese Geräte berichten.

Hersteller

Aus Geheimhaltungsgründen erfolgten Entwicklung und Herstellung in verschiedenen Firmen. Das Projekt unterstand dem Technischen Amt des Generalluftzeugmeisters. Die Steuerung erfolgte über die Erprobungsstelle der Luftwaffe Peenemünde- West.

Sender Kehl: Telefunken, Berlin
Modulationsteil Kehl: Loewe/ Opta, Leipzig
Kommandogeber Kehl I: DVL; Loewe/ Opta, Leipzig (für Fritz X)
Kommandogeber Kehl III: Henschel Schönfeld und einige Nebenfirmen (für HS 293)
Schaltkasten Kehl und Teile der Flugzeug- Bordanlage: Loewe/ Opta, Leipzig; GEA, Fellbach und einige Nebenfirmen
Empfänger Straßburg: Staßfurter Rundfunk, Staßfurt
Systemprüfgeräte: Loewe/ Opta Leipzig und einige Nebenfirmen

Dieter TD 2002

Ich danke Dr. Hans Richter für die Bereitstellung von Unterlagen!

Literatur:

[1] Lehrbücherei der Funkortung, Band 2, Leitfaden der Fernlenkung, Deutsche Radar- Gesellschaft Garmisch- Partenkirchen 1955

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