DE102005024179A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Tempierung und/oder Korrektur des Zündzeitpunktes eines Geschosses - Google Patents

Abstract

Zur Vermeidung eines mechanischen und thermodynamischen Veschleißes eines Programmiersystems (1) wird vorgeschlagen, die Vorteile der Messung einer Mündungsgeschwindigkeit und einer aktuellen kompensierten Tempierung beibehaltend, einen Mikrowellensender (12), vorzugsweise im GHz-Bereich arbeitend, ins System (1) einzubinden, der die aktuelle, beispielsweise von einem Feuerleitrechner (13) bestimmte Tempierung an eine Munition bzw. ein Geschoss (2) sendet. Auf eine direkte Messung der aktuellen Mündungsgeschwindigkeit selbst kann verzichtet werden, da die reale Mündungsgeschwindigkeit durch Information der aktuellen Fluggeschwindigkeit des Geschosses (2) bestimmt, d. h. aus dieser zurückgerechnet wird. Anhand dieser aktuellen Geschossgeschwindigkeit wird dann die mit Zündzeit des Geschosses mit Hilfe einer Norm-Mündungsgeschwindigkeit voreingestellte Zündzeit korrigiert und als Zünderstellzeit verwendet.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Programmieren eines tempierbaren Geschosses bzw. zur Korrektur eines Zündzeitpunktes eines aus einer Waffe verschossenen Geschossses.
• Es sind verschiedene Zeitprogrammierungen für Munitionen bekannt. Die Tempierungen erfolgen entweder vor dem Schuss manuell außerhalb des Ladungsraums oder elektrisch im Ladungsraum über eine Anzündelektronik. Letztgenannte Tempierung ist beispielsweise in der DE 101 52 862 A1 beschrieben.
• Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung von Informationen auf programmierbare Geschosse sind der EP 0 992 762 B1 entnehmbar.
• Ein Verfahren zum Korrigieren einer vorprogrammierten Auslösung eines Vorganges in einem drallstabilisierten Geschoss sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden in der EP 0 992 761 B1 beschrieben.
• In der EP 0 918 209 B1 wird ein Geschoss mit programmierbarem Zeitzünder offenbart.
• Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Programmieren von Zeitzündern von Geschossen werden auch in der EP 0 769 673 B1 behandelt. Zur Berechnung einer Zerlegungsdauer werden eine vorbestimmte Mündungsgeschwindigkeit des Geschosses und eine vorbestimmte Distanz zu einem Zielobjekt benutzt.
• Aus der DE 38 35 656 A1 ist ein Verfahren zur Korrektur des Zündzeitpunktes sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens offenbart. Die Einrichtung misst den tatsächlichen Geschossgeschwindigkeitsverlauf über der Zeit nur während eine bestimmtem Zeitdauer. Danach wird der weitere Geschwindigkeitsverlauf extrapoliert. Wenn der derart ermittelte Flugweg einen Sollwert erreicht hat, wird die Zündung ausgelöst.
• Aus der CH 691 143 A5 ist eine Vorrichtung zur Messung der Geschossgeschwindigkeit an der Mündung eines Waffenrohres eines Geschützes hoher Kadenz bekannt. Diese umfasst zwei in einem Abstand voneinander an einem Tragrohr angeordnet, auf Veränderung eines magnetischen Flusses ansprechende Sensoren, die mit einer Auswerteelektronik in Verbindung stehen. Dabei weist jeder Sensor ein Spulenpaar aus zwei Spulen und einen geschlossenen magnetischen Kreis auf. Die gemessene Geschossgeschwindigkeit oder die damit aktualisierte Zünderstellzeit wird dann in der Regel vor Austritt des Geschosses aus dem Mündungsbereich dem Geschoss als Information mitgegeben.
• Die vorgenannte Vorrichtung zeichnet sich zwar durch eine hohe Genauigkeit aus, unterliegt jedoch mechanischen und thermodynamischen Belastungen, da die Mess- und Programmiereinheit u. a. den Mündungsgasen ausgesetzt sind.
• Hier greift die Erfindung die Aufgabe auf, eine Vorrichtung bzw. ein verbessertes Programmiersystem aufzuzeigen, welches keinem mechanischen und thermodynamischen Verschleiß mehr ausgesetzt ist.
• Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 5, wobei Anspruch 1 ein Verfahren und Anspruch 5 eine Vorrichtung beanspruchen.
• Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
• Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die Vorteile der Messung einer Mündungsgeschwindigkeit und einer aktuellen kompensierten Tempierung beibehaltend, einen Mikrowellensender, vorzugsweise im GHz-Bereich, ins System einzubinden, der die aktuelle, beispielsweise von einem Feuerleitrechner bestimmte Tempierung an eine Munition bzw. ein Geschoss sendet. Auf eine direkte Messung der aktuellen Mündungsgeschwindigkeit kann verzichtet werden, da die reale Mündungsgeschwindigkeit durch Information der aktuellen Fluggeschwindigkeit des Geschosses bestimmt, d.h., aus dieser zurückgerechnet wird. Anhand dieser aktuellen Geschossgeschwindigkeit wird dann die Zündzeit des Geschosses mit Hilfe einer Norm-Mündungsgeschwindigkeit voreingestellte Zündzeit korrigiert und als aktuelle Zünderstellzeit verwendet.
• Die Messung der Fluggeschwindigkeit erfolgt beispielsweise mittels Dopplerverschiebung der Sendefrequenzen vorzugsweise geschossseitig. Dazu wird die Sendefrequenz fest eingestellt und die Abweichung gemessen. Da die Zeit bekannt ist, die das Geschoss jeweils zurückgelegt hat, kann die aktuelle Fluggeschwindigkeit bestimmt und zudem die reale Mün dungsgeschwindigkeit des Geschosses, die das Geschoss zum Zeitpunkt der Abschusses durch den Mündungsbereich besessen hat, errechnet werden. Aus diesen Daten wird dann die aktuelle Zünderstellzeit ermittelt und dem Geschoss zur Verfügung gestellt.
• Bei einer Abweichung von einer vorprogrammierten Norm-Tempierung wird in der Munition oder durch die Feuerleitanlage eine Korrektur vorgenommen, die dann die aktuelle Zünderstellzeit widerspiegelt.
• In der Munition bzw. im Geschoss befindet sich für die Programmierung ein Chip, beispielsweise ein RFID (Radio Frequenz Identifikation) – Chip (siehe http://de.wikipedia.org/wiki/RFID). Dieser weist die bevorzugte Eigenschaft auf, dass er über die Mikrowellenstrahlung mit Energie versorgt werden kann.
• Des Weiteren ergibt sich ein Vorteil daraus, dass der Chip u. a. mit der aktuellen Norm-Tempierung als auch mit einem Korrekturwert oder einem erst während des Fluges ermittelten Wert vom Feuerleitgerät programmierbar ist.
• Der an der Munition (bzw. in der Munition) befindliche Timer kann dann über die (verbleibende) Flugstrecke bis Null heruntergezählt und dann die gewollte Zerlegung vor einem Ziel bewerkstelligen.
• Zusätzlich kann die berechnete Mündungsgeschwindigkeit auch zurückgesendet werden, wenn diese Berechnung im Geschoss erfolgt, um eventuelle Abweichungen in der Feuerleitung berücksichtigen zu können.
• Durch dieses System fällt in der Kanone bzw. im Waffenrohr die bisher bekannte aufwändige Mess- und Programmiereinheit weg. Der verwendete Mikrowellensender ist örtlich am Geschütz befestigbar, wo er weder Mündungsgasen noch mechanischen Belastungen ausgesetzt ist. Der Sender/Empfänger wird elektrisch von der Geschützelektrik versorgt und mit Daten der Feuerleitung versorgt. Eventuell von der Munition zurückgesendete Daten können an die Feuerleitung weitergeleitet und von dieser berücksichtigt werden.
• Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
• Es zeigt die einzige Figur ein Programmiersystem 1 bzw. eine verallgemeinert dargestellte Vorrichtung für ein tempierbares Geschoss 2 bzw. eine tempierbare Munition (etc).
• An Bord des Geschosses 2 befindet sich ein programmierbarer Chip 3, beispielsweise ein RFID-Chip, der bevorzugt in Kombination, die Empfänger – und Sendeschaltung nebst Speicher beinhaltet. Ein im Geschoss 2 befindlicher Timer 4 wird durch diesen Chip 3 mit der notwendigen Zeitinformation auch vor Ort versorgt. Parallel dazu ist der Chip 3 mit einer Berechnungs- und/oder Korrektureinheit 5 verschaltet, wenn diese im Geschoss 2 vorgesehen ist, die dann ebenfalls mit dem Timer 4 verbunden ist. Dem Timer 4 funktional nachgeschaltet ist ein Zünder 6.
• Die Energieversorgung zu den Baugruppen des Geschosses 2 kann in einer ersten Möglichkeit mittels der Mikrowellenstrahlung X zugeführt werden oder bevorzugt herkömmlich gelöst werden, beispielsweise durch eine aktivierbare, nicht näher dargestellte Batterie.
• Geschütz- bzw. waffenseitig 10 weist das Programmiersystem 1, vorzugsweise am Waffenrohr 11 befestigt, einen Sender/Empfänger 12 zur Datenübertragung an das Geschoss 2 auf. Dieser Sender/Empfänger 12 ist mit einer in einer Waffenanlage vorhandene Feuerleitanlage bzw. Feuerleitrechner 13 elektrisch verbunden.
• Die Funktionsweise ist wie folgt:
  Die aktuelle Zerlegungszeit, berechnet nach der Normgeschwindigkeit des Geschosses 2, wird dem Geschoss 2 übermittelt. Mit dem Dopplerverfahren wird die Abweichung von der Normgeschwindigkeit im Geschoss 2 ermittelt. Entsprechend der Abweichung wird im Geschoss 2 oder geschützseitig die aktuelle Zerlegungszeit berechnet.
• Erfolgt dies im Geschoss 2 durch die Berechnungs- und/oder Korrektureinheit 5, so kann eine Korrektur der Zündstellzeit für den Zünder 6 geschossseitig vorgenommen werden, wobei der Timer 4 mit dieser Information beaufschlagt wird. Die erfolgte Korrektur bzw. die ermittelte, zurückgerechnete Mündungsgeschwindigkeit können via Mikrowellenstrahlung X an den Sender/Empfänger 12 am Geschütz 10 übertragen und einer nicht näher dargestellten Feuerleitanlage zur Verfügung gestellt werden.
• Wird hingegen die aktuelle Geschossgeschwindigkeit an den Sender/Empfänger 12 des Geschützes 10 gesendet und findet die Korrektur geschützseitig in der Feuerleitanlage 13 statt, wird der Sollwert der Zünderzeit (Flugzeit) bezogen auf die wirkliche Mündungsgeschwindigkeit des Geschosses 2 beim Verschuss über die Mikrowellenstrahlung X an das Geschoss 2 übertragen. Diese Zündstellzeit wird korrigiert und als neue Zünderstellzeit im Geschoss 2 verwendet.

Claims (9)

1. Verfahren zur Tempierung und/oder Korrektur eines Zündzeitpunktes eines aus einer Waffe (10) verschossenen Geschossses (2) mit folgenden Schritten: – Messung der aktuellen Geschossgeschwindigkeit, – Berechnung der wirklichen Mündungsgeschwindigkeit des Geschosses (2) beim Durchlauf im Waffenrohr (11) anhand er aktuellen Geschossgeschwindigkeit, – Einstellung und/oder Korrektur der Zündstellzeit des Zünders (6) aufgrund der berechneten Mündungsgeschwindigkeit.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der aktuellen Geschwindigkeit mit Hilfe des Dopplereffekts erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der wirklichen Mündungsgeschwindigkeit die aktuelle Flugzeit berücksichtigt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der Korrektur der Zündstellzeit in eine Berechnungs- und/oder Korrektureinheit (5) im Geschoss (2) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der Korrektur der Zündstellzeit in einer Feuerleitanlage (13) waffenseitig erfolgt, wobei die Datenübertragung zwischen Geschoss (2) und Waffe (10) mittels Mikrowellen (X) erfolgt.
6. Vorrichtung zur Tempierung und/oder Korrektur eines Zündzeitpunktes eines aus einer Waffe (10) verschossenen Geschossses (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, aufweisend – waffenseitig zumindest einen Sender/Empfänger (13) sowie einer Feuerleitanlage (13), – geschossseitig zumindest einen Chip (3), welcher mit einer Berechnungs- und/oder Korrektureinheit (5) sowie einem Timer (4) verschaltet ist, wobei die Berechnungs- und/oder Korrektureinheit (5) gleichfalls ausgangsseitig mit dem Timer (4) verbunden ist, dem ein Zünder bzw. eine Zündereinheit (6) nachgeschaltet ist.
7. Vorrichtung zur Tempierung und/oder Korrektur eines Zündzeitpunktes eines aus einer Waffe (10) verschossenen Geschossses (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, aufweisend – waffenseitig zumindest einen Sender/Empfänger (13) sowie eine Feuerleitanlage (13), – geschossseitig zumindest einen Chip (3), welcher mit einem Timer (4) verschaltet ist, dem ein Zünder bzw. eine Zündereinheit (6) nachgeschaltet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender/Empfänger (13) ein Mikrowellensender/-empfänger ist, der im GHz arbeitet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der im Geschoss (2) befindliche Chip (3) ein RFID-Chip ist.