DE102013006939A1

DE102013006939A1 - Adaptive acceleration limitation

Info

Publication number: DE102013006939A1
Application number: DE102013006939.4A
Authority: DE
Inventors: Florian Kroll; Udo Stenzel
Original assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Current assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2014-10-23
Also published as: RS59097B1; PL2989409T3; ES2741735T3; EP2989409B1; EP2989409A1; WO2014173892A1; TR201909423T4

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Beschleunigungsbegrenzung von geschützträgerinduzierten Bewegungen auf eine Waffe (1), die auf einem sich mit einem Objekt bewegenden Träger (3) installiert ist. Um zu verhindern, dass während der Feuersequenz durch die Rückstoßkräfte der Waffe verfälschte Messdaten der Trägerbewegung in die Geschützregelung der Waffe (1) eingehen, ist vorgesehen, dass die Bewegung des Trägers (3) während der Zeit, in der keine Abfeuerung der Waffe (1) erfolgt, gemessen wird. Diese kontinuierlich gemessenen Daten werden separat oder parallel zu ihrer Verwendung in der Geschützregelung gespeichert und einer Historie der maximal auftretenden Beschleunigungen des Trägers (3) ermittelt. Während einer Feuersequenz der Waffe (1) werden dann die Maximalwerte der Historie für die Beschleunigungsbegrenzung der durch die Rückstoßkräfte verfälschten Messdaten verwendet. Die derart limitierten Messdaten werden dann in der Geschützregelung berücksichtigt.Proposed is an acceleration limitation of gun-induced movements on a weapon (1) installed on a carrier (3) moving with an object. In order to prevent that during the fire sequence by the recoil forces of the weapon falsified measured data of the carrier movement in the gun control of the weapon (1) received, it is provided that the movement of the carrier (3) during the time in which no firing of the weapon (1 ), is measured. These continuously measured data are stored separately or in parallel with their use in the gun control and a history of the maximum occurring accelerations of the carrier (3) determined. During a fire sequence of the weapon (1), the maximum values of the history are then used for the acceleration limitation of the measurement data corrupted by the recoil forces. The thus limited measurement data are then taken into account in the gun control.

Description

Die Erfindung beschäftigt sich mit einer Beschleunigungsbegrenzung von geschützträgerinduzierten Bewegungen, hervorgerufen durch beispielsweise Seegang, auf eine Waffe, wie beispielsweise einer Maschinenkanone.The invention is concerned with an acceleration limitation of gun-induced movements, caused by, for example, sea state, on a weapon, such as a machine gun.

Die Ausregelung von geschützträgerinduzierten Bewegungen im Sinne einer Stabilisierung der Maschinenkanonen-Rohrseelenachse setzt die Verwendung von zum Teil empfindlichen Messsystemen, z. B. Gyroskopen, voraus. Speziell während der Feuerstöße, insbesondere bei längeren Feuersequenzen, werden diese Messsysteme je nach Anbringungsort in starkem Ausmaß von auftretenden Rückstoßkräften der Waffe beeinflusst. Das Messsystem misst dadurch fälschlicherweise eine trägerinduzierte Bewegung, auch wenn das Geschütz bzw. die Waffe beim Feuerstoß auf einer unbewegten Plattform befestigt ist. Diese fälschlich gemessene Bewegung führt zu einer Überreaktion in der Geschützregelung, d. h., wenn diese bei der Geschützregelung berücksichtigt werden. Das wiederum bewirkt eine Verschlechterung des Trefferbildes derart, dass es bei einem Feuerstoß zu einer unerwünschten Zunahme der Streuung (sigma-Wert der Standardabweichung) führt.The stabilization of gun-induced movements in the sense of stabilizing the machine gun tube axis, the use of sometimes sensitive measuring systems, eg. Gyroscopes, advance. Especially during the bursts of fire, especially during longer fire sequences, these measuring systems are influenced to a large extent by occurring recoil forces of the weapon, depending on the location. The measuring system thus incorrectly measures a carrier-induced movement, even if the gun or the weapon is mounted on a stationary platform during the burst of fire. This erroneously measured movement leads to an overreaction in the gun control, d. h., if these are taken into account in the gun control. This in turn causes a deterioration of the hit image such that it leads to an undesirable increase in scattering (sigma value of the standard deviation) in the event of a burst of fire.

Aus der DE 32 29 819 A1 ist ein integriertes Navigations- und Feuerleitsystem für Kampfpanzer bekannt. Dabei werden die für das Feuerleitsystem vorhandenen Kreisel für die Navigation mit ausgenutzt. Beschleunigungsmesser und Wendekreisel, die an der Waffe sitzen, erzeugen Signale zur Auswertung. Dabei wird auch ein Roll-Nick-Ausgleich vorgenommen.From the DE 32 29 819 A1 is an integrated navigation and fire control system for main battle tanks known. In the process, the gyros for navigation available for the fire control system are utilized. Accelerometers and gyros, which are attached to the weapon, generate signals for evaluation. In this case, a roll-nick compensation is made.

Mit einen weiteren Roll-Nick-Ausgleich befasst sich die DE 103 08 308 A1 . Hierbei werden für eine gegenüber einem Inertialsystem verdrehbare Plattform der Azimut- und der Elevationswinkel bezüglich der Plattform ermittelt und berücksichtigt.With another roll-nick compensation deals the DE 103 08 308 A1 , In this case, the azimuth and the elevation angle with respect to the platform are determined and taken into consideration for a platform which can be rotated relative to an inertial system.

Eine Schiffsbewegungs-Vorhersagevorrichtung offenbart die DE 603 18 394 T2 ( EP 1 474 326 B1 ). Die DE 38 82 347 T2 ( EP 0 321 127 B1 ) bezieht sich auf ein elektronisches Neigungsmesssystem. Ein Stabilisierungssystem für ein Gewehr ist der DE 698 32 339 T2 ( EP 0 898 144 B1 ) entnehmbar.A ship motion prediction device discloses the DE 603 18 394 T2 ( EP 1 474 326 B1 ). The DE 38 82 347 T2 ( EP 0 321 127 B1 ) refers to an electronic tilt measuring system. A stabilization system for a rifle is the DE 698 32 339 T2 ( EP 0 898 144 B1 ) removable.

Die vorgenannten Lösungen weisen den Nachteil auf, dass sie sehr aufwändig sind. Zudem berücksichtigt keine der Lösungen das Treffverhalten bzw. das aus einer Feuersequenz resultierende Trefferbild.The aforementioned solutions have the disadvantage that they are very expensive. In addition, none of the solutions takes into account the hit behavior or the resulting result from a fire sequence.

Hier stellt sich die Erfindung die Aufgabe, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden.Here, the invention has the object to avoid the aforementioned disadvantages.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.The object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments are listed in the dependent claims.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, das Treffverhalten bzw. das Treffbild auf die trägerinduzierten Bewegungen zu optimieren bzw. zu adaptieren. Es wird en optimierter Kompromiss zwischen der Stabilisierungsperformance und dem Treffverhalten von Maschinenkanonen auf Geschützen (Träger) während der Feuersequenzen angestrebt. Dazu wird von einer historienbasierten, adaptiven Beschleunigungsbegrenzung der vom Messsystem(en) gemessenen Daten ausgegangen.The invention is based on the idea of optimizing or adapting the meeting behavior or the meeting pattern to the carrier-induced movements. The aim is to achieve an optimized compromise between the stabilization performance and the impact of machine guns on guns during fire sequences. For this purpose, the data measured by the measuring system (s) is based on a history-based, adaptive acceleration limitation.

Während der Zeit, in der kein Waffeneinsatz erfolgt, also auch keine Feuersequenz gestartet wird, werden kontinuierlich die Messdaten des/der Messsystems/(e) gespeichert. Sind diese älter als einige Sekunden, können diese Daten gelöscht und nicht weiter verwendet werden, so dass stets eine aktualisierte Historie an Daten des Messsystems vorhanden und gespeichert ist, die für die Beschleunigungsbegrenzung verwendet werden.During the time in which no weapons use, so no fire sequence is started, the measurement data of / the measuring system / (e) are continuously stored. If these are older than a few seconds, this data can be deleted and no longer used so that there is always an updated history of data from the measuring system used for the acceleration limitation.

Aus den Messdaten werden die während der Historie maximal auftretenden Beschleunigungen ermittelt. Der somit auf die jeweilige Trägerbewegung kontinuierlich adaptierte Maximalwert der Beschleunigung wird während jeder Feuersequenz verwendet, um die Messdaten des/der Messsystems(e) in Form einer Beschleunigungsbegrenzung zu limitieren und damit indirekt auch die Reaktion der Geschützregelung, d. h., die Stabilisierung der Rohrseelenachse.From the measured data, the maximum occurring during the history accelerations are determined. The maximum value of the acceleration thus continuously adapted to the respective carrier movement is used during each fire sequence in order to limit the measurement data of the measuring system (s) in the form of an acceleration limitation and thus indirectly also the response of the gun control, ie. h., the stabilization of the tube soul axis.

Bei der Feuersequenz der Waffe bzw. Maschinenkanone von einem unbeweglichen Geschütz-Träger werden die durch die Rückstoßkräfte induzierten Störungen des Messsystems komplett unterdrückt, da in diesem Fall der Maximalwert der adaptiven Beschleunigungsbegrenzung bei Null liegt. Damit kann keine falsche Reaktion der Geschützregelung erfolgen.In the case of the firing sequence of the weapon or machine gun from a stationary gun-carrier, the disturbances of the measuring system induced by the recoil forces are completely suppressed, since in this case the maximum value of the adaptive acceleration limitation is zero. This can not be a wrong reaction of the gun control.

Bei der Feuersequenz der Waffe bzw. Maschinenkanone von einem beispielsweise durch Seegang bewegten Geschütz-Träger werden alle Störungen des Messsystems unterdrückt, die über der zuletzt gemessenen Anregung (Seegang) liegen.In the case of the fire sequence of the weapon or machine gun from a gun carrier moved, for example, by sea, all disturbances of the measuring system which are above the last measured excitation (sea state) are suppressed.

Dadurch wird insgesamt der Zugewinn an Stabilisierungsperformance durch den Einsatz einfacher Messsysteme an die jeweiligen Randbedingungen in optimaler Weise adaptiert, ein hinsichtlich dieser Einflüsse bestmögliches Treffbild (kleinstmöglicher sigma-Wert der Standardabweichung) bei Feuerstößen erzielt.As a result, the overall gain in stabilization performance is optimally adapted to the respective boundary conditions by the use of simple measuring systems, achieving the best possible meeting point (lowest possible sigma value of the standard deviation) for bursts with regard to these influences.

Vorgeschlagen wird eine Beschleunigungsbegrenzung von geschützträgerinduzierten Bewegungen auf eine Waffe, die auf einem sich bewegenden Träger (z. B. Schiff, Fahrzeug, Hubschrauber etc.) installiert ist. Um zu verhindern, dass derartige Bewegungen in eine Geschützregelung der Waffe eingehen, ist vorgesehen, dass die Bewegung des Trägers während der Zeit, in der kein Einsatz der Waffe erfolgt, gemessen wird. Diese kontinuierlich gemessenen Daten werden gespeichert und daraus einer Historie der maximal auftretenden Beschleunigungen des Trägers ermittelt. Während einer Feuersequenz der Waffe werden dann diese Messdaten für die Geschützregelung berücksichtigt.Proposed is an acceleration limitation of gun carrier induced Movements on a weapon installed on a moving carrier (eg, ship, vehicle, helicopter, etc.). In order to prevent such movements enter into a gun control of the weapon, it is provided that the movement of the wearer during the time in which no use of the weapon is measured. These continuously measured data are stored and used to determine a history of the maximum occurring accelerations of the carrier. During a fire sequence of the weapon then these measured data are taken into account for the gun control.

Es entfallen zusätzliche Messsysteme zur Verbesserung der Stabilisierung bei trägerinduzierten Bewegungen, die dazu dienen, derartige Bewegungen herausfiltern etc. oder Maßnahmen zur Reduktion der Einflüsse von den Rückstoßkräften der Waffe auf das Messsystem während einer Feuersequenz. Der Anteil der durch diese Kräfte verfälschten Messdaten wird schlicht und einfach während dieser Phase „ignoriert”.It eliminates additional measuring systems to improve the stabilization in carrier-induced movements that serve to filter out such movements, etc., or measures to reduce the effects of the recoil forces of the weapon on the measuring system during a fire sequence. The proportion of measurement data corrupted by these forces is simply "ignored" during this phase.

Anhand eines in Blockbild vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.With reference to an embodiment shown in simplified block diagram, the invention will be explained in more detail.

Dargestellt ist eine Waffe bzw. Waffenstation oder ein Geschütz 1 mit wenigstens einem Waffenrohr 2, die/das auf einem Träger 3 befestigt ist. Auf dem Träger oder der Plattform 3 ist zudem wenigstens ein Messsystem 4 integriert. Der Träger 3 ist seinerseits auf einem Deck 5 eines Schiffes (oder einem Fahrzeug oder dergleichen) fest angebracht. Bedingt durch die Bewegung des Schiffes, hervorgerufen durch Seegang, umfasst das System eine nicht näher dargestellte, jedoch bekannte Geschützregelung, um die Waffe auf ein Ziel während des Seeganges konstant bzw. zielgerichtet ausrichten zu können. Das Messsystem 4 kann ein Gyroskop sein. Dieses wird in der Praxis bereits zur Geschützregelung selbst genutzt.Shown is a weapon or weapon station or a gun 1 with at least one weapon barrel 2 who are on a carrier 3 is attached. On the vehicle or the platform 3 is at least one measuring system 4 integrated. The carrier 3 is in turn on a deck 5 a ship (or a vehicle or the like) firmly attached. Due to the movement of the ship, caused by swell, the system includes a non-illustrated, but well-known gun control in order to align the weapon to a target during the sea constant or targeted. The measuring system 4 can be a gyroscope. This is already used in practice for gun control itself.

Die Funktion ist wie folgt:
Während der Zeit, in der kein Einsatz der Waffe 1 erfolgt, werden kontinuierlich Messdaten des Messsystems 4 ermittelt. Diese werden in einen Rechner 6 geschrieben und gespeichert. Aus den Messdaten werden die während der aufgezeichneten Historie maximal auftretenden Beschleunigungen (Beschleunigungswerte) ermittelt.The function is as follows:
During the time in which no use of the weapon 1 takes place, continuously measuring data of the measuring system 4 determined. These are in a calculator 6 written and saved. The maximum acceleration occurring during the recorded history (acceleration values) is determined from the measured data.

Wird nun eine Feuersequenz gestartet, werden diese Messdaten als kontinuierlich adaptierter Maximalwert aus dem Rechner 6 herangezogen, die dann für die Begrenzung der Messdaten des Messsystems 4 verwendet werden. Damit werden, die während der Feuersequenz im Messsystem 4 auftretenden Rückstoßkräfte, die wesentlich größer sind als die trägerinduzierten Bewegungen, in der Geschützregelung nicht berücksichtigt. Diese durch die Rückstoßkräfte verfälschten Daten werden erfindungsgemäß während der Feuersequenz mit dem Maximalwert der gespeicherten Messdaten begrenzt.If a fire sequence is now started, these measurement data are taken as a continuously adapted maximum value from the computer 6 then used for limiting the measurement data of the measuring system 4 be used. So that will be during the fire sequence in the measuring system 4 occurring recoil forces, which are much larger than the carrier-induced movements, not considered in the gun control. These data falsified by the recoil forces are limited according to the invention during the fire sequence with the maximum value of the stored measurement data.

Wie bereits angedeutet, ist die Lösung nicht nur auf den Einsatz auf Schiffen begrenzt, sondern kann auch bei Fahrzeugen in Bewegung, insbesondere im Gelände, etc. Anwendung finden.As already indicated, the solution is not limited to use on ships, but can also be used in vehicles in motion, especially in the field, etc. application.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3229819 A1 [0003]
DE 10308308 A1 [0004]
DE 60318394 T2 [0005]
EP 1474326 B1 [0005]
DE 3882347 T2 [0005]
EP 0321127 B1 [0005]
DE 69832339 T2 [0005]
EP 0898144 B1 [0005]

Claims

Limiting the acceleration of gun-induced movements to a weapon ( 1 ) on a carrier moving with an object ( 3 ), characterized by the following steps: a) measuring the movement of the wearer ( 3 ) during the time in which no use of the weapon ( 1 b) store the continuously measured data of the measuring system, c) determine a history of the maximum occurring accelerations of the carrier ( 3 ), d) use these maximum occurring accelerations for limiting the current measurement data of the measuring system used in the gun control during a firing sequence of the weapon ( 1 ).

Acceleration limitation according to claim 1, characterized in that the measurement signals recorded during the fire sequence of the measuring system ( 4 ) are not suppressed or filtered, but limited based on the history.

Acceleration limitation according to claim 2, characterized in that during the fire sequence all disturbances of the measuring system ( 4 ), which are above the last measured excitation.

Acceleration limitation according to one of claims 1 to 3, characterized in that measured data of the measuring system ( 4 ) that are older than a few seconds, be deleted and no longer used.

Device for carrying out the acceleration limitation according to one of Claims 1 to 4, characterized by a measuring system ( 4 ), an associated computer ( 6 ), in which continuously measured data of the measuring system ( 4 ) get saved.