DE102007050016A1

DE102007050016A1 - Sensorgestützte Funktionskontrolle eines Waffensystems

Info

Publication number: DE102007050016A1
Application number: DE200710050016
Authority: DE
Inventors: Jürgen DIENEROWITZ
Original assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Current assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date: 2007-10-17
Filing date: 2007-10-17
Publication date: 2009-04-23
Also published as: EP2201319A1; WO2009049721A1

Abstract

Vorgeschlagen wird eine sensorgestützte Funktionskontrolle für das Zuführen von unterschiedlichen Munitionsarten an ein Waffensystem, wobei wenigstens zwei unterschiedliche Munitionsarten (M1, M2, M3) über einen gemeinsamen Rotor (2) aus einer gleichen Richtung der Waffe zugeführt und die Munition (M1, M2, M3) aus unterschiedlichen Munitionsbehältern entnommen und über einen gemeinsamen Zuführer (1) dem rotor (2) übergeben werden. Das Zuführen erfolgt über Motore mit Encoder und Resolver zum Antrieb mehrerer im Zuführer (1) eingebundener Sterne (S1-S6). Geprüft werden die Stellung des Rotors (2) anhand des Rotor-Encoders/Resolvers und des Booster-Motors anhand des Booster-Encoders/Resolvers. Abhängig von der Munitionswahl (M1, M2, M3) kann dann überprüft werden, ob die gewählte Munition (M1, M2, M3) in dem zuständigen Stern (S2, S3, S6) zur Übergabe an den Rotor (2) vorhanden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungskonzept für eine durch Sensoren unterstützte Funktionskontrolle eines Waffensystems, insbesondere einer Maschinenkanone.
Insbesondere bei der Zuführung verschiedener Munitionstypen ist die Verwendung von Sensoren zur Identifizierung des Munitionstyps bekannt, beispielsweise durch die DE 10 2005 040 407 B4 . Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zielgerichteten Munitionszuführung mittels Sensoren offenbart die DE 10 2005 040 406 A1 .
Ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung von Abschussvorgängen eines Kampffahrzeugs unter zur Hilfenahme von Sensoren beschreibt die DE 10 2005 001 558 A1 . Dabei soll ein Überwachungssystem geschaffen werden, das im Ausbildungsfall eine automatische Schussverblockung für den Fall erzeugt, wenn ein Schuss in einen gesperrten Bereich abgegeben werden soll.
Wenngleich in der Regel eine mechanische Funktionskontrolle des Waffensystems als auch der Munitionszuführung angestrebt wird, bietet es sich an, eine zusätzliche elektronische Überwachung des Waffensystems als auch der Munitionszuführung einzubinden.
Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe einer zusätzlichen elektronischen Funktionskontrolle zur unterstützenden Überwachung des Waffensystems, insbesondere der Munitionszuführung.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, an den Schnittpunkten zwischen dem Waffensystem und dem Antriebssystem inklusive dem Zuführen unterschiedlicher Munitionstypen aus verschiedenen Munitionsbehältern auf einen gemeinsamen Rotor, Sensoren einzubinden, welche zusätzlich die Überwachung ermöglichen.
Beim Waffensystem kann es sich um eine fremd angetriebene Maschinenkanone mit einem elektrischen Antrieb und vorzugsweise zwei Antrieben für die Munitionszuführung (Rotor, Booster) handeln. Bei den Sensoren handelt es sich bevorzugt um induktive Sensoren. Für die Überwachung verfügen alle Motore über einen internen Resolver, für die Überwachung des Rotor- und Booster- Motors über je einen Encoder. Sowohl Resolver- als auch die Encodersignale werden vorzugsweise direkt verarbeitet.
Der Zuführer weist wenigsten fünf Sterne (bei drei verschiedenen Munitionssorten sogar sechs) auf, wobei ein Stern der zentrale Rotor ist, welcher die Munition vor den Verschluss der Waffe legt.
Überwacht werden Leerlauf, Schießbereit, Abfeuern sowie das Vorhandensein eines Versagers. Die Kommunikation mit dem Waffensystem findet intern als auch extern statt.
Vorgeschlagen wird also eine sensorgestützte Funktionskontrolle für das Zuführen von unterschiedlichen Munitionsarten an ein Waffensystem, wobei wenigsten zwei unterschiedliche Munitionsarten über einen gemeinsamen Rotor aus einer gleichen Richtung der Waffe zugeführt und die Munition aus unterschiedlichen Munitionsbehältern entnommen und über einen gemeinsamen Zuführer dem Rotor übergeben werden. Geprüft werden die Stellung des Rotors anhand des Rotor- Encoders/Resolvers und des Booster-Motors anhand des Booster-Encoders/Resolvers. Der Resolver selbst dient zur Überwachung der Eigenbestromung. Abhängig von der Munitionswahl kann dann entschieden werden, ob die ausgewählte Munition in dem zuständigen Stern zur Übergabe an den Rotor vorhanden ist.
Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 eine Darstellung eines Zuführers für mehrere Munitionstypen an eine Waffe,
2 den Antrieb des Zuführers aus 1,
3 eine Übersicht der in die Überwachung eingebundenen Sensoren mit Funktionsablauf zwischen dem Zuführer und der Waffe,
4 eine Übersicht der eingebundenen Sensoren im Zuführer mit Funktionsablauf.
Mit 1 ist in 1 ein Zuführer für drei verschiedene Munitionsarten M1, M2, M3 (letztere hier nicht erkennbar) gekennzeichnet. Der Zuführer 1 weist dazu sechs Sterne S1 bis S6 auf (2, 3). Der Stern S1 ist dabei der Rotor 2, durch welchen die Munition M1, M2, M3 vor einen Verschluss 3 gelegt wird. Die Munitionen M1 und M2 weisen Gurtglieder 4 auf. Ein gemeinsamer Antrieb 5 übernimmt die Zuführung der Munition M1, M2, M3 vor den Verschluss 3.
2 zeigt den Antrieb 5 für die drei Munitionsarten M1, M2, M3 in einer kompakten Darstellung. Der Zuführer 1 wird in eine Rotorseite 7 und in eine so genannte Entgurterseite 8 untergliedert. Die Entgurterseite 8 ist getriebetechnisch unabhängig von der Rotorseite 7 und über eine Zahnstange 9, welche die Kupplungen 10, 11 betätigt, miteinander verbunden (ermöglicht eine modulare Bauweise des Zuführers 1).
Der Antrieb 5 des Zuführers 1 umfasst im bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Rotorwelle 12 (S1) mit einer 3-Gang-Klauenkupplung 10, die über die Zahnstange 9 mit einer 2-Gang-Klauenkupplung 11 und der Entgurterwelle 13 funktional gekuppelt wird. Die Entgurterwelle 13 wird ihrerseits durch einen Motor (Booster- nicht näher dargestellt) angetrieben. Mit S6 sind der Einlegestern für die Munition M3, mit S3 der Einlegestern für die Munition M2 und mit S2 der Einlegestern für die Munition M1 gekennzeichnet. Die Einlegesterne S6, S3 und S2 sind auf den Rotor 2 (S1) derart abgestimmt, dass die Munition vom Einlegestern in den Rotor 2 gelegt wird, die vom Bediener angewählt worden ist.
Im Zuführer 1 sind ein Rotormotor (nicht näher dargestellt) zum Antrieb des Rotors 2 sowie ein Boostermotor (gleichfalls nicht näher dargestellt) zum Antrieb der Sterne S2 bis S5 über diverse Übersetzungen (z. B. Zahnrädern oder dergleichen) vorzugsweise mit Encoder und/oder Resolver integriert. Ein weiterer Waffenmotor (nicht weiter aufgezeigt) dient zum Antrieb der Waffe bzw. dem Verschluss in bekannter Art und Weise.
3 zeigt die Übersicht der nicht näher dargestellten Sensoren im Zuführer 1 als auch in der Waffe (nicht dargestellt) für die Überwachung der richtigen Munitionsauswahl und ihrer Zuführung sowie der Waffenfunktion. 4 stellt eine Übersicht der gleichfalls nicht näher dargestellten Sensoren im Zuführer 1 für das Zusammenwirken zwischen dem Boostermotor, der Munitionsauswahl M1, M2, M3 und dem Rotormotor dar.
Die Funktion ist wie folgt:
Überwacht wird als erstes ein Leerlauf. Für den Zustand Leerlauf gilt neben der Prüfung der exakten Munitionswahl (M1, M2 oder M3), die Prüfung des Rotor- Encoders, der entsprechend der Munitionsauswahl eine definierte Stellung 0, 60, 120, 180, 240 oder 360 Grad eingenommen haben muss. Der Booster- Encoder hat seinerseits dazu eine Stellung 0, 90, 180, 270 oder 360 Grad einzunehmen.
Mit Schießbereit bzw. dem diskreten Kommando „Feuer" wird die gewählte Munition M1, M2, M3 durch Drehung des Rotors 2 in die Zuführposition gefördert. Die Drehung wird beendet durch Erreichen der Zuführposition, in welcher eine Übereinstimmung von Encoderwert und Überwachung Rotorsignal bestätigt wird. Der Rotor 2 wird auf dieser Position gehalten und der Boostermotor und Waffenmotor werden gestartet. Der Boostermotor dreht je nach Signal „Munition x ist gewählt" den Stern S4 für die Munition M1 oder S5 für die Munition M2 um 90 Grad in der Zeit, die der vorgegebenen Kadenz entspricht. Ist Munition M3 gewählt, dreht sich der Boostermotor 3 nicht.
Der Waffenmotor wird gestartet und läuft mit vorgegebenen Werten. Mit dem Signal „Verschluss verriegelt" wird ein Schlagbolzen im Verschluss freigegeben und im Normalfall die zugeführte Patrone gezündet. Das Zünden wird über den Waffenrücklauf detektiert und das Signal „Schuss" erzeugt. Mit diesem Signal läuft der Waffenmotor weiter bis das Signal „Verschluss hinten" vorhanden ist (nicht weiter dargestellt).
Für das Ausbleiben des Signals „Schuss" wird über einem Zeitfenster eine Überwachung angeregt. Erscheint es nicht innerhalb des Zeitfensters, kann diese angezeigt und ein Signal erzeugt werden, welches den Waffenmotor zumindest kurzzeitig unterbricht.
Bei Einzelfeuer erfolgt nach jedem Schuss die Rückkehr aus dem Zustand „Abfeuern" in den Zustand „Schießbereit". Ein erneuter Schuss wird erst durch ein neues Kommando „Feuer" ausgelöst. Bei einem Feuerstoß (Serien- oder Dauerfeuer) verbleibt die Waffe im Zustand „Abfeuern" bis die eingestellte Anzahl Schuss erreicht ist oder das Kommando „Feuer" abfällt. Diese werden gezählt beispielsweise durch Zählen des Signals „Schuss".
Liegt im Waffensystem ein Versager vor (fehlen des Signals „Schuss"), bleibt der Verschluss verriegelt und wird erst nach einer Zeit y, die eingestellt werden kann, entriegelt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Magnet angesteuert wird, der dann ein Weiterlau fen des Waffenmotors zulässt, so dass der Versager dann wie eine normale Hülse aus dem Waffensystem transportiert werden kann.
Das Signal zur Munitionsumschaltung kann jederzeit generiert werden. Die Durchführung der Umschaltung erfolgt nach Erreichen des Zustandes „Schießbereit". Überprüft wird anhängig von der Munitionswahl, ob Munition in dem zuständigen Stern S2 oder S3 vorhanden ist. Bei Vorhandensein der Munition wird der Zustand „Abfeuern" für die Dauer der Umschaltung gesperrt. Zeitgleich wird ein Signal „Umschalten auf Munition x" generiert und auf die Rückmeldung gewartet. Ist keine Munition vorhanden, wird ein Fehlersignal generiert. Das System kann dann in den Zustand „Schießbereit" geführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102005040407 B4 [0002]
- DE 102005040406 A1 [0002]
- DE 102005001558 A1 [0003]

Claims

Sensorgestützte Funktionskontrolle für das Zuführen von unterschiedliche Munitionsarten an ein Waffensystem, wobei – wenigsten zwei unterschiedliche Munitionsarten (M1, M2, M3) über einen gemeinsamen Rotor (2) aus einer gleichen Richtung der Waffe zugeführt werden, – die Munition (M1, M2, M3) aus unterschiedlichen Munitionsbehältern entnommen und über einen gemeinsamen Zuführer (1) dem Rotor (2) übergeben werden, – Motore mit Encoder und/ oder Resolver zum Antrieb mehrerer im Zuführer (1) eingebundener Sterne (S1–S6) verwendet werden, so dass – eine Prüfung der Stellung des Rotors (2) anhand des Rotor- Encoders und des Booster-Motors anhand des Booster- Encoders erfolgt und – anhängig von der Munitionswahl (M1, M2, M3), ob diese in dem zuständigen Stern (S2, S3, S6) zur Übergabe an den Rotor (2) vorhanden ist.
Funktionskontrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend der Munitionsauswahl (M1, M2, M3) der Rotor (2) eine definierte Stellung 0, 60, 120, 180, 240 oder 360 Grad einnimmt und der Booster- Encoder seinerseits dazu eine vorgegebene Stellung 0, 90, 180, 270 oder 360 Grad aufweist.
Funktionskotrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensoren induktive Sensoren eingesetzt werden.