DE102010009625B3

DE102010009625B3 - Verfahren zur Treffererkennung beim Übungsschießen

Info

Publication number: DE102010009625B3
Application number: DE201010009625
Authority: DE
Inventors: Bernt Dr. Obkircher
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2010-02-27
Filing date: 2010-02-27
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2030-02-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Treffererkennung beim Übungsschießen, wobei ein Ziel, z.B. eine Mörsergranate, durch eine Übungsmunition (10) simuliert wird, mit folgenden Verfahrensschritten: - fortlaufende Datenübertragung von der Übungsmunition (10) an eine entfernte Kontrollstation; - Ermittlung der Dauer der Datenübertragung vom Zeitpunkt des Abfeuerns der Übungsmunition (10) bis zum Zeitpunkt, an dem die Datenübertragung abbricht; - Vergleich der ermittelten Dauer der Datenübertragung mit einem vorbekannten Wert, der der maximal möglichen Flugdauer der Übungsmunition (10) beim ungestörten Flug vom Abfeuern bis zum Aufschlag entspricht; - Feststellung eines Treffers, falls die ermittelte Dauer der Datenübertragung kleiner ist als die maximal mögliche Flugdauer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Treffererkennung beim Übungsschießen sowie eine das Ziel simulierende Übungsmunition zur Verwendung in dem Verfahren.
Beim Übungsschießen wird das zu bekämpfende Ziel durch eine Übungsmunition simuliert, die von der übenden Flugabwehreinheit im Flug vernichtet werden soll. Beispiele hierfür ist das Übungsschießen mit Flugabwehrgeschützen zur Bekämpfung von Mörsergranaten im Anflug. Zur Darstellung des Übungserfolgs ist es notwendig, einen Treffer als solchen zu erkennen und von einem Nichttreffer zu unterscheiden.
Die DE 14 53 821 C3 zeigt verschiedene Mörserübungsgranaten. Aus der DE 30 15 926 C2 , der DE 17 28 214 A und der DE 15 06 090 B sind weitere Flugkörper zur Zieldarstellung bekannt. Die DE 25 33 697 B2 zeigt zudem eine Einrichtung zur Signalübertragung an Flugkörper.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Treffererkennung zu schaffen, das zuverlässig und kostengünstig eine Unterscheidung zwischen Treffer und Nichttreffer ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens sowie die zugehörige Übungsmunition sind Gegenstände weiterer Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte:

– fortlaufende Datenübertragung von der Übungsmunition an eine entfernte Kontrollstation;
– Ermittlung der Dauer der Datenübertragung vom Zeitpunkt des Abfeuerns der Übungsmunition bis zum Zeitpunkt, an dem die Datenübertragung abbricht;
– Vergleich der ermittelten Dauer der Datenübertragung mit einem vorbekannten Wert, der der maximal möglichen Flugdauer der Übungsmunition beim ungestörten Flug vom Abfeuern bis zum Aufschlag entspricht;
– Feststellung eines Treffers, falls die ermittelte Dauer der Datenübertragung kleiner ist als die maximal mögliche Flugdauer.

Der Zeitpunkt des Abfeuerns der Übungsmunition wird vorteilhaft durch Auslösen eines Zeitgenerators beim Abfeuern der Übungsmunition ermittelt.
Der Zeitgenerator kann sich in einer ersten Ausführung an Bord der Übungsmunition selbst befinden. In einer alternativen Ausführung befindet sich der Zeitgenerator in der (z. B. bodengestützten) Kontrollstation oder ist mit dieser zumindest verbunden (drahtlos oder drahtgebunden). Der Zeitpunkt des Abfeuerns der Übungsmunition kann drahtgebunden oder über Funk von der Startvorrichtung (z. B. Mörserrohr) der Übungsmunition an den Zeitgenerator übertragen werden.
Gemäß der Erfindung erfolgt eine fortlaufende Datenübertragung von der Übungsmunition an die entfernte Kontrollstation.
Im Falle der ersten Ausführung (Zeitgenerator befindet sich an Bord der Übungsmunition und somit liegt der Auslösezeitpunkt des Zeitgenerators dort vor) wird im Rahmen der fortlaufenden Datenübertragung (z. B. per Funk) an die Kontrollstation die jeweilige aktuell verstrichene Zeitdauer seit der Auslösung des Zeitgenerators gesendet. Im Falle der zweiten Ausführung (Zeitgenerator befindet sich außerhalb der Übungsmunition in der Kontrollstation oder ist mit dieser verbunden) muss die Datenübertragung keine spezifischen Inhalte beinhalten – wichtig für die weitere Auswertung in der Kontrollstation lediglich, ob eine Datenübertragung überhaupt noch besteht oder nicht, d. h. ob die Kontrollstation noch Daten von der Übungsmunition empfängt oder nicht.
Die Ermittlung der Dauer der fortlaufenden Datenübertragung zwischen Übungsmunition und Kontrollstation, und zwar vom Zeitpunkt des Abfeuerns der Übungsmunition bis zum Zeitpunkt, an dem die Datenübertragung abbricht, kann nach unterschiedlichen Methoden erfolgen:
Bei der ersten Ausführung (Zeitgenerator befindet sich an Bord der Übungsmunition) erfolgt die Ermittlung der Dauer der Datenübertragung zwischen Übungsmunition und Kontrollstation durch Ermittlung des maximalen Werts der an die Kontrollstation fortlaufend übertragenen aktuellen Zeitdauern seit Auslösung des Zeitgenerators. Bei der zweiten Ausführung (Zeitgenerator in der Kontrollstation oder mit dieser verbunden) erfolgt die Ermittlung der Dauer der Übertragung zwischen Übungsmunition und Kontrollstation unmittelbar durch Differenzbildung aus der Zeit, an dem die Datenübertragung abgebrochen ist und dem Auslösezeitpunkt des Zeitgenerators. Die so ermittelte Dauer der Datenübertragung entspricht der Flugdauer der Übungsmunition.
Anschließend erfolgt der Vergleich der so ermittelten Dauer der Datenübertragung, bzw. Flugdauer der Übungsmunition mit einem vorbekannten Wert, der der maximal möglichen Flugdauer der Übungsmunition beim ungestörten Flug vom Abfeuern bis zum Aufschlag entspricht. Die maximal mögliche Flugdauer ergibt sich aus den bekannten Flugdaten der Übungsmunition, die aufgrund der kinematischen Startbedingungen (Anfangsgeschwindigkeit, Steigung, etc) sowie Umgebungsbedingungen (z. B. Geländeform) festgelegt sind.
Falls die so ermittelte Dauer der fortlaufenden Datenübertragung kleiner ist als die maximal mögliche Flugdauer bei ungestörtem Flug bis zum Aufschlag ergibt sich zwingend, dass die Übungsmunition getroffen worden ist.
Das erfindungsgemäße ermöglicht somit eine zuverlässige Erfassung eines direkten Treffers. Die zugehörige Übungsmunition kann kostengünstig realisiert werden. Anders als die bekannten Verfahren zur Treffererkennung kommt das erfindungsgemäße ohne teure und aufwändige Radartechnik aus.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Figur näher erläutert. Die Figur zeigt in Schnittdarstellung eine Übungsmunition, wie sie für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann, und zwar für die oben erwähnt Ausführung, bei der der Zeitgenerator sich an Bord der Übungsmunition befindet.
Die Übungsmunition 10 beruht auf einer Originalmörsergranate, die mit einer hochbeschleunigungsfesten Elektronikeinheit 1 (die Beschleunigung beim Abfeuern der Granate im Mörser beträgt ca. 3000 g) bestückt ist. Die Elektronikeinheit 1 ist in einem Harzkörper eingegossen. Die Schockfestigkeit kann durch Silikoneinlagen weiter gesteigert werden. Des Weiteren ist die Übungsmunition 10 mit beschleunigungsfesten Gewichtskörpern 2 ausgestattet, die zum einen eine stabile Unterlage bzw. Umfassung der Elektronikeinheit 1 darstellen und zum anderen dafür sorgen, dass der Gesamtwiderstand und die Schwerpunktlage der Übungsmunition 10 identisch ist mit der echten Munition.
Die Elektronikeinheit umfasst neben einem Energiespeicher insbesondere einen Zeitgenerator. Die Übungsmunition umfasst des Weiteren eine Sendeeinheit 3 mit HF-Antenne für die Funkübertragung. Die Sendeeinheit 3 ist in der Ausführung nach 1 am Bug der Granate angeordnet, dort wo bei Mörsergranaten üblicherweise der – für das Übungsschießen nicht benötigte – Zünder vorhanden ist. Als Antenne kann z. B. eine mit einer entsprechenden Antennenanpassung versehene, dem Zünder der Originalmunition in der Außenform entsprechende Metallhülle verwendet werden. In einer weiteren Ausführung wird eine Helixantenne am Bug angeordnet. in einer weiteren Ausführung kann die Antenne als Schlitzantenne realisiert werden. Diese kann z. B. in der vorderen Hälfte der Übungsmunition angeordnet sein (im Bereich der Position 5 der Figur). Die Schlitzantenne entsteht dadurch, dass man in der Außenhülle der Übungsmunition 10 Längsschlitze hineinfräßt, deren Länge auf die Sendefrequenz abgestimmt ist.
Die Elektronikeinheit 1 umfasst einen Beschleunigungssensor, um den Zeitpunkt des Abfeuerns der Übungsmunition zu erfassen. In einer alternativen Ausführung kann der Abfeuerzeitpunkt auch durch einen an der Außenhülle vorhandenen Drucksensor detektiert werden, der den Druck innerhalb des Startrohrs misst.
Die Verbindungsleitungen bezüglich Versorgungsspannung und HF innerhalb der eingegossenen Elektronik sind nahe der Geschosshülle angeordnet und dort großflächig geführt, z. B. in Form von Mäandern oder Schleifen. In ähnlicher Weise können die Verbindungsleitungen zwischen Elektronikeinheit 1 und Sendeeinheit 3 flächig entlang der Innenoberfläche der Geschosshülle geführt werden. Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, dass ein Treffer sofort zum Ausfall des Sendesignals führt, und zwar weitgehend unabhängig von dem Ort des Einschlags.
Elektronikeinheit und Sendeeinheit können z. B. mechanisch miteinander verbunden sein, was die Handhabung wesentlich erleichtert. Dieses integrale Bauteil kann z. B. von einer Öffnung im Bug der Granate in axialer Richtung eingeführt werden.
Durch Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts der Beschleunigung (z. B. 500 g) bzw. des Drucks wird der Zeitpunkt des Abfeuerns detektiert und der Zeitgenerator in Gang gesetzt.
Die Kennung der Granate und die seit dem Abfeuern jeweils abgelaufene Zeit (also die aktuelle Flugdauer) wird fortlaufend (z. B. in regelmäßigen Abständen von 10 ms) zu einer Kontrollstation, z. B. einer Bodenstation, gefunkt. In der Kontrollstation wird der maximale Wert der übertragenen Flugdauern ermittelt. Unabhängig davon ist in der Kontrollstation die maximal mögliche Flugzeit der Granate, die sich bei einem ungestörten ballistischen Flug vom Abfeuern bis zum Einschlag ergeben würde, bekannt.
Sofern der maximale Wert der übertragenen Flugdauern kleiner ist als die maximal mögliche Flugdauer, liegt ein Treffer vor. Ist die maximale übertragene Flugdauer jedoch gleich der maximal möglichen Flugdauer, so liegt kein Treffer vor.
Wenn also die Granate die ganze Zeit bis zum Einschlag Daten überträgt, wurde die Übungsmunition nicht getroffen. Andernfalls ist der Trefferzeitpunkt durch die letzte übertragene Flugdauer gegeben. Damit ist wegen der bekannten Flugdaten der Granate auch der Ort der Granatenflugbahn, an dem der Treffer erzielt wurde, bekannt.

Claims

Verfahren zur Treffererkennung beim Übungsschießen, wobei ein Ziel, z. B. eine Mörsergranate, durch eine Übungsmunition (10) simuliert wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – fortlaufende Datenübertragung von der Übungsmunition (10) an eine entfernte Kontrollstation; – Ermittlung der Dauer der Datenübertragung vom Zeitpunkt des Abfeuerns der Übungsmunition (10) bis zum Zeitpunkt, an dem die Datenübertragung abbricht; – Vergleich der ermittelten Dauer der Datenübertragung mit einem vorbekannten Wert, der der maximal möglichen Flugdauer der Übungsmunition (10) beim ungestörten Flug vom Abfeuern bis zum Aufschlag entspricht; – Feststellung eines Treffers, falls die ermittelte Dauer der Datenübertragung kleiner ist als die maximal mögliche Flugdauer.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – beim Abfeuern der Übungsmunition (10) ein Zeitgenerator an Bord der Übungsmunition ausgelöst wird; – die fortlaufende Datenübertragung an die Kontrollstation die jeweilige aktuelle Zeitdauer seit der Auslösung des Zeitgenerators umfasst; – die Ermittlung der Dauer der Datenübertragung durch Ermittlung des maximalen Werts der an die Kontrollstation übertragenen jeweiligen aktuellen Zeitdauern erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösung des Zeitgenerators beim Abfeuern der Übungsmunition (10) durch einen Beschleunigungssensor gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – beim Abfeuern der Übungsmunition (10) ein Zeitgenerator, der sich in der Kontrollstation befindet oder mit dieser verbunden ist, ausgelöst wird; – die Dauer der fortlaufenden Datenübertragung auf den Auslösezeitpunkt des Zeitgenerators bezogen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösung des Zeitgenerators beim Abfeuern der Übungsmunition (10) durch einen Drucksensor gesteuert wird, der den Druck im Rohr der Starteinrichtung für die Übungsmunition (10) misst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fortlaufende Datenübertragung an die Kontrollstation eine die Übungsmunition (10) individualisierende Kennung beinhaltet.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fortlaufende Datenübertragung an die Kontrollstation über Funk erfolgt.
Übungsmunition (10), z. B. in Form einer Mörsergranate, geeignet zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – einer Elektronikeinheit (1), die einen Zeitgenerator umfasst; – einem den Zeitgenerator steuernden Sensor zur Detektion des Abfeuerzeitpunkts der Übungsmunition; – einer Sendeeinheit (3) zur Übertragung der von dem Zeitgenerator erzeugten Zeitsignaldaten an eine entfernte Kontrollstation.
Übungsmunition nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zur Detektion des Abfeuerzeitpunkts ein Beschleunigungssensor ist.
Übungsmunition nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zur Detektion des Abfeuerzeitpunkts ein Drucksensor ist, der den Druck im Rohr der Starteinrichtung für die Übungsmunition (10) misst.
Übungsmunition nach einem der vorangehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Verbindungsleitungen innerhalb der Elektronikeinheit (1) und/oder zwischen Sendeeinheit (3) und Elektronikeinheit (1) flächig im Bereich der Außenhülle der Übungsmunition (10) geführt sind.
Übungsmunition nach einem der vorangehenden Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Sendeeinheit (3) und Elektronikeinheit (1) mechanisch verbunden sind und über den Bug der Mörsergranate eingeführt werden können.