DE112016000393T5

DE112016000393T5 - Echtzeit-Ballistiklösungen zum Berechnen einer Zielanpassung und zum Angeben eines Unterschallschwellenwerts

Info

Publication number: DE112016000393T5
Application number: DE112016000393.5T
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Kleck; Eric Tyler Overstreet; Victoria J. Peters
Original assignee: Leupold and Stevens Inc
Current assignee: Leupold and Stevens Inc
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2017-09-28
Also published as: WO2016118665A1; AT519642A5; US10502527B2; US20180172404A1; DE202016008948U1; AT519642B1

Abstract

Offenbart sind Techniken zum Bestimmen eines Zielanpassungsbetrags, sowohl hinsichtlich vertikaler als auch horizontaler Zielanpassungen, um auf ein Ziel in einer Zielentfernung zu schießen, durch iteratives Lösen für die Projektilflugbahn (z. B. Projektilabfall oder -weg und Ablenkung) derart, dass die iterativ berechnete Projektilflugbahn so bestimmt wird, dass sie innerhalb eines bestimmten Schwellenwerts (z. B. bei einer Projektilwegberechnung von etwa Null) durch den Zielort verläuft. Ebenfall offenbart sind Techniken zum Anzeigen, ob ein Projektil bei einer gegebenen Entfernung Überschall-, Transschall- oder Unterschallgeschwindigkeit aufweist.

Description

Verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/105,700, eingereicht am 20. Januar 2015, die durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen Techniken zum Berechnen von ballistischen Lösungen in Echtzeit und insbesondere optische Visiervorrichtungen, die solche Techniken implementieren.
Hintergrundinformationen
Wie in 1 gezeigt bewegt sich ein Geschoss oder ein Projektil entlang einer gekrümmten Flugbahn, während es abfällt und sich verlangsamt, wobei es sich von einem Punkt, an dem es eine Waffe verlässt, zu einem Auftreffpunkt (d. h. einen Zielort) bewegt. Aufgrund der gekrümmten Flugbahn wird das Projektil eine Zielvisierlinie in einer oder zwei Entfernungen schneiden und sich in anderen Entfernungen darunter oder darüber fortbewegen. Eine Einschießentfernung (sogenannte Nullentfernung, nullgesetzte Entfernung oder wahrer Nullpunkt) der Waffen- und Visierkombination ist die Entfernung, bei der eine Visierlinie die gekrümmte Flugbahn eines Projektils in einer bekannten horizontalen Referenzdistanz, wie etwa 200 Yards oder Meter, schneidet, sodass von der Waffe aus abgefeuerte Projektile in der Referenzdistanz auf ein Ziel treffen, das mit einem Referenzzielpunkt-Fadenkreuz oder einer anderen Zielmarkierung eines Zielfernrohrs (oder einer anderen Visiervorrichtung) übereinstimmt.
Die zuvor erwähnte Flugbahn und die Position des Projektils darauf hängen von Ballistikeigenschaften wie Projektilgewicht, Luftwiderstand und Anfangsgeschwindigkeit (z. B. Mündungsgeschwindigkeit) und von anderen Faktoren ab, die durch externe Punktmasseballistik gekennzeichnet sind. Die Prinzipien der Punktmasse-Außenballistik, oder schlichtweg Außenballistik, sind wohlverstanden und wurden in der wissenschaftlichen Literatur mathematisch ausgedrückt. Siehe beispielsweise E. J. McShane et al., „Exterior Ballistics”, University of Denver Press (1953); Bryan Litz, „Applied Ballistics for Long Range Shooting”, Applied Ballistics, LLC, 2. Auflage (2011); und R. L. McCoy, „Modern Exterior Ballistics”, Schiffer Publishing, Ltd., 2. Auflage (2012), die hierin alle unter Bezugnahme als Hintergrundinformation aufgenommen sind. Kurzum jedoch können Außenballistikgleichungen zum Berechnen einer Position eines Projektils entlang dessen gekrümmter Flugbahn verwendet werden.
Die zuvor erwähnten Gleichungen wurden, in unterschiedlichem Umfang, in Außenballistik-Softwareanwendungen implementiert. Ballistiksoftware beinhaltet typischerweise eine Bibliothek von ballistischen Koeffizienten und Mündungsgeschwindigkeiten für eine Vielzahl von bestimmten Patronen (auch Munitionsladung oder schlichtweg Ladung genannt). Ein Benutzer wählt aus der Bibliothek einen Munitionstyp aus, der als eine Eingabe für ballistische Berechnungen dient, die von der Software durchgeführt werden. Die Ballistiksoftware ermöglicht einem Benutzer auch, Zielbedingungen einzugeben, wie etwa den Höhenwinkel von ebenem Schießen und die Entfernung bis zum Ziel; Umgebungsbedingungen einschließlich raumbezogener und meteorologischer Bedingungen; und Waffenkonfigurationsbedingungen wie Visierhöhe und Nullentfernung. Basierend auf der Benutzereingabe können Ballistiksoftwareanwendungen dann verschiedene Ballistikflugbahnparameter berechnen und als Ausgabe bereitstellen. Ein berechneter Ballistikflugbahnparameter kann eine berechnete Flugbahn im Hinblick auf Projektilabfallbeträge, bei denen es sich um die vertikale Komponente von einer Abgangslinie (z. B. einer Laufmittellinie) zu Punkten entlang der berechneten Flugbahn handelt, Projektilwegsbeträge an Flugbahnpunkten, die senkrecht zu einer Visierlinie sind, oder andere Ballistikflugbahnparameter, die verwendet werden, um eine Zielanpassung durchzuführen, um ein Ziel in einer bestimmten Entfernung zu treffen, definieren.
Zielanpassungen werden in Form von Zoll oder Zentimetern bei der Zielentfernung ausgewiesen. Eine andere Möglichkeit, eine vertikale Zielanpassung auszuweisen, ist in Form von Winkelminuten (MOA). Die meisten Zielfernrohre beinhalten beispielsweise Einstellknopfmechanismen, die mechanische Höhenanpassungen in % MOA oder in Stufen von % MOA ermöglichen. Dementsprechend kann Ballistiksoftware als ballistische Lösungen Zielanpassungsbeträge (d. h. Projektilabfall oder -weg) in Form von MOA oder Distanz (Höhe in Zoll) ausgeben. Die ballistische Lösung kann vertikale Zielanpassungen und horizontale Zielanpassungen beinhalten.
Die vertikalen Zielanpassungen, auch Höhenanpassungen genannt, werden typischerweise durch Überhalte- und Unterhalteanpassungen (auch als Aufsteige- und Absteigeanpassungen bezeichnet) oder mechanische Höhenanpassungen an einem Zielfernrohr oder einer anderen Zielvorrichtung (abhängig von der Waffe, auf der die Zielvorrichtung montiert ist) vorgenommen. Gleichermaßen erfolgen horizontale Zielanpassungen durch Zielen nach links oder rechts oder durch mechanische Anpassungen und werden im Allgemeinen als Abdriftanpassungen bezeichnet.
Einige Ballistiksoftwareprogramme wurden auf einen Betrieb auf einem Handheld-Computer angepasst. US-Patentschrift Nr. 6,516,699 von Sammut et al. beispielsweise beschreibt einen Personal Digital Assistent (PDA), der ein Außenballistik-Softwareprogramm ausführt. Andere Ballistiksoftwareprogramme werden in Ferngläsern mit Laser-Entfernungsmesser und Projektilwaffenzielsystemen, die fest an einer Waffe befestigt sind und häufig als ein Zielfernrohr ausgeführt sind, eingesetzt. Zielfernrohre beinhalten Absehen zum Zielen auf Punkte, die durch eine Absehen-Zielmarkierung angezeigt werden. Eine Absehen-Zielmarkierung definiert einen Zielpunkt, an dem eine gerade Zielvisierlinie in einer diskreten Distanz die gekrümmte Flugbahn eines Geschosses oder anderen Projektils schneidet.
Kurzdarstellung der Offenbarung
In Anlehnung an die Kurzbeschreibung der Zeichnungsfiguren beinhaltet diese Offenbarung drei Unterabschnitte. Der erste Unterabschnitt beschreibt Techniken zum Bestimmen eines Zielanpassungsbetrags (vereinfacht als eine Zielanpassung bezeichnet), sowohl vertikaler als auch horizontaler Anpassungsbeträge, um auf ein Ziel in einer Zielentfernung zu schießen, durch iteratives Lösen für die Projektilflugbahn (z. B. Projektilabfall oder -weg und Ablenkung) derart, dass die iterativ berechnete Projektilflugbahn so bestimmt wird, dass sie innerhalb eines bestimmten Schwellenwerts (z. B. bei einer Projektilwegberechnung von etwa Null) durch den Zielort verläuft. Der zweite Unterabschnitt beschreibt Techniken zum Anzeigen, ob ein Projektil bei einer gegebenen Entfernung Überschall-, Transschall- oder Unterschallgeschwindigkeit aufweist. Der dritte Unterabschnitt beschreibt ein Echtzeit-Ballistiksystem (RTBS), das es einem Schützen ermöglicht, ballistische Lösungen mit mehreren Geschossgewichten ohne Neueinschießen (Nullrücksetzen) zu erhalten. Diese Funktion ermöglicht einem Schützen, der über einen Entfernungsmesser, ein entfernungsmessendes Zielfernrohr oder ein Spektiv mit dieser Funktion verfügt, schnell optimale Höhen- und Abdriftanpassungen für eine erste Munition zu erhalten, die im Verhältnis zu ballistischen Berechnungen stehen, die aus einer ersten Munitionsinformation (z. B. Geschossgewicht) erhalten werden, die während des Prozesses des Anvisierens (Nullstellens) verwendet werden.
Zusätzliche Aspekte und Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich, welche unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungsfiguren erfolgt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Zur Veranschaulichung sind bestimmte Details der Zeichnungsfiguren, wie beispielsweise Flugbahnkurven und Winkel zwischen verschiedenen Linien, stark übertrieben und nicht maßstabsgetreu.
1 ist ein Geschossflugbahndiagramm, das ein herkömmliches Modell einer Flachschussgeschossflugbahn gemäß einer Ausführungsform vom Stand der Technik zeigt.
2 ist ein Geschossflugbahndiagramm, das eine berechnete 20°-Schrägschussgeschossflugbahn zeigt und in einer fragmentarischen Detailansicht auf der rechten Seite eine Geschossweg-MOA-Berechnung von –50,0 MOA, gemessen von einem Ziel, das sich an der Visierlinienentfernung von 1.300 Yards befindet, zeigt.
3 ist eine Bildschirmanzeigenaufnahme einer Benutzeroberfläche einer Echtzeit-Ballistiksystemsoftware die einen Ausgabeanzeigebereichsreiter mit dem Titel „Abfalltabelle” beinhaltet, der Ausgaben ballistischer Berechnungen in einer Abfalltabelle (auch Flugbahntabelle genannt) darstellt, die Tabellenzeilen in Stufen von 50 Yard aufweist, die in numerischer Form von 1.000 bis 1.500 Yards die berechnete 20°-Schrägschussgeschossflugbahn aus 2 darstellen, wobei die Zeilen Hintergrundfarben aufweisen, die Entfernungen angeben, in denen ein Geschoss Überschall- oder Unterschallgeschwindigkeit aufweisen würde.
4 ist ein Geschossflugbahndiagramm, das in gestrichelten Linien eine angepasste Geschossflugbahn zeigt, bei der es sich um eine neuberechnete Version der Geschossflugbahn aus 2 nach Einarbeiten einer üblichen Höhenzielanpassung von 50,0 MOA zum Ausgleichen der Geschossweg-MOA-Berechnung aus 2 und 3 handelt, und in einer fragmentarischen Detailansicht auf der rechten Seite zeigt, dass ein Geschoss, das tatsächlich gemäß der üblichen Höhenzielanpassung abgefeuert wird, das Ziel, das sich in der Entfernung von 1.300 Yards befindet, unterschreiten würde.
5 ist eine Bildschirmanzeigenaufnahme der Echtzeit-Ballistiksystemsoftware-Benutzerschnittstelle aus 3, die eine neuberechnete Version der Geschossflugbahn aus 2 in Form einer Abfalltabelle zeigt, wobei die Abfalltabelle eine berechnete (d. h. virtuelle) Überschreitung zeigt, die als eine Geschossweg-MOA-Berechnung von 0,3 MOA (3,74 Zoll) ausgedrückt ist.
6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens dafür, dass ein Ballistikrechner einen Zielhöhenanpassungsbetrag zum Schießen auf ein Ziel in einer Entfernung durch Iterieren einer berechneten Ballistiklösung-Höhenanpassung solange, bis eine Geschosswegberechnung kleiner als ein gewünschter Schwellenwert bei der Entfernung ist, bestimmt.
7 ist ein Geschossflugbahndiagramm, das in gestrichelten Linien eine angepasste Geschossflugbahn zeigt, die durch Zielen mit einem Höhenanpassungsbetrag von 49,72 MOA, der unter Verwendung des iterativen Verfahrens aus 6 derart erhalten wird, dass ein Projektil gezeigt ist, dass das Ziel in der Entfernung von 1.300 Yards trifft.
8 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens dafür, dass ein Ballistikrechner einen Abdriftzielanpassungsbetrag zum Schießen auf ein Ziel in einer Entfernung durch Iterieren einer berechneten Ballistiklösung-Abdriftanpassung solange, bis eine Geschossablenkungsberechnung kleiner als ein gewünschter Schwellenwert bei der Entfernung ist, bestimmt.
9 ist eine Ansicht eines Absehens, wie durch ein Okular (eine Augenlinse) einer Laser-Entfernungsmesser-Ausführungsform gesehen, das beschriftet ist, um Höhen- und Abdriftzielanpassungen für die Geschossflugbahn aus 7 zu zeigen.
10 ist eine Bildschirmanzeigenaufnahme der Echtzeit-Ballistiksystemsoftware-Benutzeroberfläche aus 3, die eine Abfalltabelle und berechnete ballistische Lösungen für Höhen- und Abdriftzielanpassungen zeigt, die verwendet werden, um die Geschossflugbahn aus 7 festzulegen.
11 ist eine Bildschirmanzeigenaufnahme der Echtzeit-Ballistiksystemsoftware-Benutzeroberfläche, die einen Ausgabeanzeigebereichsreiter mit dem Titel „Geschossweg (Zoll)” mit Inhalten in Form eines Schaubilds beinhaltet, das einen Geschossweg in unterschiedlichen Entfernungen grafisch darstellt und Entfernungen, für die bestimmt wurde, dass die berechnete Geschwindigkeit eines Geschosses Transschallgeschwindigkeiten erreicht, und eine Entfernung, für die bestimmt wurde, dass die berechnete Geschwindigkeit des Geschosses zu einer Unterschallgeschwindigkeit übergeht, anzeigt.
12 ist eine Bildschirmanzeigenaufnahme der Echtzeit-Ballistiksystemsoftware-Benutzeroberfläche, die einen Versatzwert beinhaltet, der als eine Anvisierungsbedingung eingegeben wird.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
I. Zielanpassung durch Iteration von Ballistikflugbahnparametern
In diesem ersten Abschnitt der Offenbarung wird zunächst erklärt, wie die Erfinder der vorliegenden Erfindung erkannt haben, dass bestehende Ballistiksoftware fälschlicherweise annimmt, dass eine Zielanpassung, die bei einer gegebenen Entfernung angewendet werden sollte, der Projektilbahnberechnung bei dieser Entfernung entspricht. Kurzum haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung vermutet, dass diese fälschliche Annahme auf mindestens zwei Fehlerquellen basiert.
Erstens wird beim Anwenden der vorstehenden Zielanpassung die Tatsache ignoriert, dass eine angepasste Flugbahn, die durch die Zielanpassung ermittelt wird, ein Geschoss, das sich entlang dieser Flugbahn bewegt, Auswirkungen von Schwerkraft und Luftdruck aussetzt, die sich von denen einer Flugbahn, die als durch den wahren Nullpunkt verlaufend kalibriert wurde, unterscheiden. Mit anderen Worten wird die angepasste Flugbahn zu einer Flugbahn führen, die sich hinsichtlich Länge und Winkel von der einer Grundlinienflugbahn, die für eine vorausgewählte Entfernung des wahren Nullpunkts kalibriert (nullgesetzt) wurde, unterscheidet.
Zweitens geht die vorstehende Zielanpassung fälschlicherweise davon aus, dass ein Winkel zwischen einer Laufmittellinie und einer Linie zu einem Ziel, der als ein Überhöhungswinkel α (1) bezeichnet wird, der gleiche ist wie für ein Ziel, das sich an dem wahren Nullpunkt oder in einer anderen Entfernung, die sich von dem wahren Nullpunkt unterscheidet, befindet.
Diese zwei Fehlerquellen lassen sich anhand einer beispielhaft berechneten 20°-Schrägschussgeschossflugbahn aus 2 und 3 erklären, die die beispielhaft berechnete 20°-Schrägschussgeschossflugbahn jeweils in Form eines Geschossflugbahndiagramms und einer Geschossabfalltabelle zeigen. Bevor die in diesen Zeichnungsfiguren gezeigten Informationen erläutert werden, ist es wichtig, klarzustellen, dass sie eine berechnete Flugbahn zeigen – sie zeigen keine tatsächlich gemessene Flugbahn. Dementsprechend bilden diese zwei Zeichnungsfiguren sowie 4 und 5 die zwei Fehlerquellen ab, die in den vorherigen Absätzen genannt wurden und die in einer tatsächlich gemessenen Flugbahn, die durch 7 und 10 dargestellt wird, nicht vorkommen würden.
Im Besonderen zeigt 2 ein Geschossflugbahndiagramm 30, das ein Geschoss 40 abbildet, das als einen Waffenlauf (nicht gezeigt) entlang einer Abgangslinie 44 so verlassend, dass es sich entlang einer berechneten Geschossflugbahn 46 bewegt, berechnet wird. Die Abgangslinie 44 befindet sich an dem Überhöhungswinkel α und ist um einen 20°-Neigungswinkel 50 zwischen einer horizontalen ebenen Linie 52 und einer schrägen Zielpositionslinie 54, die sich durch den 200-Yard-Nullpunkt erstreckt und von einer Visierlinie 56 geschnitten wird, geneigt.
Unter einem Ziel 60, an einem virtuellen Zielort 62 entlang der Visierlinie 56 in einer Visierlinienentfernung von 1.300 Yards von der Waffe weg, ist die Geschossflugbahn 46 gekennzeichnet durch eine Geschosswegberechnung von – 50,0 MOA. Eine 50,0-MOA-Zielanpassung ist jedoch nicht die korrekte zum Schießen anzuwendende Zielanpassung, da, wie in späteren Beispielen beschrieben, eine solche Zielanpassung eine neue Flugbahn erzeugt, die Umgebungsbedingungen aufweist, die bei der Flugbahn 46 nicht berücksichtigt werden. Ein Ignorieren der Veränderungen der umgebungsbedingten Auswirkungen resultiert in der ersten Fehlerquelle.
Die zweite Fehlerquelle ist im Hinblick auf ihre Auswirkung auf die Schussgenauigkeit typischerweise weniger schlimm. Es genügt dennoch, zu sagen, dass einige Ausführungsformen für eine verbesserte Genauigkeit auch diese zweite Fehlerquelle angehen, was im Folgenden zusammengefasst ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die zuvor erwähnten Berechnungen auf der virtuellen Visierlinie 56 basieren, die die 200-Yard-Nullstelle entlang der schrägen Zielpositionslinie 54 schneidet. Es kann jedoch sein, dass sich ein Ziel nicht an der 200-Yard-Nullstelle befindet (was auch häufig so ist). Tatsächlich befindet sich das Ziel 60 entlang der schrägen Zielpositionslinie 54, in dem Beispiel aus 2 und 3, 1.300 Yards von der Waffe entfernt. Die –50,0-MOA-Geschosswegberechnung wird jedoch nicht wirklich aus dem Ziel 60 berechnet, da ein Geschosswegparameter definitionsgemäß relativ zu einer Visierlinie berechnet wird. Aus diesem Grund sind die –50,0 MOA in 2 als relativ zu dem virtuellen Zielort 62 entlang der virtuellen Visierlinie 56 berechnet gezeigt. Anders ausgedrückt ist der Ort 62 genau genommen 1,212 MOA unter dem tatsächlichen Ort des Ziels 60. Dies bedeutet, dass der Überhöhungswinkel α, der in herkömmlichen Ballistikrechnern verwendet wird, keine Veränderungen der tatsächlichen Visierlinie und Laufposition berücksichtigt, die beim Zielen auf Ziele auftreten, die sich nicht am wahren Nullpunkt befinden. Ein wirklicher Überhöhungswinkel für ein Geschoss, das in einer Entfernung von 1.300 Yards auf das Ziel 60 trifft, ist jedoch eine Funktion einer Differenz zwischen einem nullgesetzten Visierhöhendepressionswinkel 64 (δ_SHZ) und einem Zielvisierhöhendepressionswinkel 66 (δ_SHT). Wie in späteren Beispielen beschrieben ist der nullgesetzte Visierhöhendepressionswinkel (δ_SHZ) 64 der Winkel zwischen der schrägen Zielpositionslinie 54 und der Visierlinie 56, der Zielvisierhöhendepressionswinkel (δ_SHT) ist der Winkel zwischen der schrägen Zielpositionslinie 54 und der tatsächlichen Visierlinie 68 zu dem Ziel 60. Diese späteren Beispiele erklären, dass der tatsächliche Überhöhungswinkel zum Bestimmen von Zielanpassungen zum Zielen auf Ziele, die abschüssig sein oder sich in unterschiedlichen Entfernungen vom wahren Nullpunkt befinden können, iterativ angepasst wird.
3 zeigt ebenfalls die zuvor erwähnten Geschossflugbahninformationen, allerdings in numerischer Form einer Geschossabfalltabelle, die in einer Bildschirmanzeigenaufnahme 70 einer Echtzeit-Ballistiksystemsoftware-Benutzeroberfläche 74 dargestellt ist. Die Eingabemenüs der Benutzeroberfläche 74 werden in den folgenden Absätzen erklärt, gefolgt von einer Erörterung der Ausgaben der ballistischen Berechnungen, die von der Software basierend auf in den Eingabemenüs eingegebenen Eingabeparametern zur Ballistikberechnung erzeugt werden.
Die Benutzerschnittstelle 74 weist sechs Dropdown-Kombinationsfeldmenüs auf, die ein Geschossherstellermenü 80, ein Geschosskalibermenü 82 und ein Geschossbeschreibungsmenü 86 beinhalten, die zeigen, dass das Geschoss 40 (2) vom Typ her ein .338-Full-Metal-Jacket-Boattail (FMJBT) ist, das bei Nammo Lapua Oy aus Raufoss, Norwegen erhältlich ist. In einigen Ausführungsformen können diese Dropdown-Kombinationsfeldmenüs von einem Benutzer modifiziert werden, um einen anderen vorbestimmten Munitionstyp auszuwählen oder einen benutzerdefinierten Munitionstyp zu erstellen. Andere Dropdown-Kombinationsfeldmenüs beinhalten ein Menü Einheiten 94, um englische oder metrische Einheiten auszuwählen, ein Menü Nullentfernung 98, um den wahren Nullpunkt auszuwählen, und ein Menü Entfernungszunahme 106, um die Distanz aus Zeilen einer Abfalltabelle 108 auszuwählen.
Darüber hinaus beinhaltet die Benutzeroberfläche 74 mehrere sogenannte Zahlenauswahlmenüs, die verwendet werden, um einem Benutzer zu ermöglichen, Waffenkonfigurationswerte einzugeben und die Werte dann zu inkrementieren oder zu dekrementieren. Die Zahlenauswahlmenüs beinhalten ein Menü Mündungsgeschwindigkeit 112, ein Menü Visierhöhe 114 und ein Menü Maximale Entfernung 116, das eine Begrenzung der Zeilen definiert, die in der Abfalltabelle 108 dargestellt werden. Eine weitere Zahlenauswahlmenügruppe 120 ist in einem Menüreiter 122 mit dem Titel „Zielbedingungen” gezeigt. Diese Zahlenauswahlmenüs 120 beinhalten Menüs zum Konfigurieren der Ballistikrechneralgorithmen mit zusätzlichen Eingabedaten, die Bedingungen am Zielort kennzeichnen. Zum Kennzeichnen von „Anvisierungsbedingungen” am Anvisierungsort sind identische Zahlenauswahlmenüs (12) verfügbar.
Die Zahlenauswahlmenüs 120 beinhalten ein Menü Höhe 124, ein Menü Druck 128, um den Luftdruck zu konfigurieren, ein Menü Temperatur 132, ein Menü Luftfeuchtigkeit 136, ein Menü (horizontale) Windrichtung 146, das es einem Benutzer ermöglicht, eine horizontale Windrichtung in Grad einzugeben, ein Menü Horizontale Windgeschwindigkeit 148 für die Geschwindigkeit der horizontalen Winde, ein Menü vertikale Windgeschwindigkeit 154 für positive (Aufwind-) oder negative (Abwind-)Werte vertikaler Winde und ein Menü Neigungswinkel 160, das anzeigt, dass ein Benutzer den zuvor besprochenen Wert des 20°-Neigungswinkels 50 (2) eingegeben hat.
Die Benutzeroberfläche 74 weist außerdem fünf Kontrollkästchenmenüs auf. Ein Kontrollkästchen Verwende G7-Standard 170 ermöglicht einem Benutzer, auszuwählen, ob die Ballistikberechnungen auf einem ballistischen G7-Koeffizientenmodell oder einem Vorgängermodell basieren. Ein Kontrollkästchen Beachte Spindrift 172 und ein Kontrollkästchen Beachte Coriolis-Effekt 174 ermöglichen einem Benutzer, auszuwählen, ob Spindrift und Coriolis-Effekt als Faktoren bei den Ballistikberechnungen berücksichtigt werden. Ein Kontrollkästchen Tatsächliche Anpassung 180 ermöglicht einem Benutzer, horizontale und vertikale Zielanpassungen einzugeben, die bereits zuvor vorgenommen werden sollten. Wie später unter Bezugnahme auf 5 erklärt, kann das Kontrollkästchen 180 zum Beispiel immer dann verwendet werden, wenn ein Benutzer bereits bestehende (d. h. mechanische) Zielfernrohranpassungen für Abdrift und Höhe verwendet hat. Zuletzt ermöglicht ein Kontrollkästchen Berechne ballistische Lösungen 182 einem Benutzer, auszuwählen, ob die Ballistikberechnungen als Ausgabe auch eine Zielanpassung als ballistische Lösung bereitstellen, die der Benutzer anschließend verwenden kann, um seine Anvisierung anzupassen und ein Ziel in einer vorbestimmten Entfernung zu treffen. Gegenstand dieses Unterabschnittes ist eine iterative Technik zum Berechnen der Lösung, die in den nachfolgenden Absätzen detailliert erklärt wird.
Sobald ein Benutzer seine gewünschten Parameter eingegeben hat, klickt der Benutzer auf eine Schaltfläche Aktualisieren 186, um eine Ballistikberechnung zu initiieren und die Ballistikberechnungsausgabe 190, die in einem Abfalltabellenmenüreiter 192 dargestellt wird, zu aktualisieren. In einer weiteren Ausführungsform kann sich die Ausgabe 190 eines Abfalltabellenmenüreiters 192 immer dann, wenn eine Veränderung an einer Eingabe vorgenommen wird, automatisch aktualisieren, d. h., ohne dass der Benutzer die Schaltfläche Aktualisieren 186 betätigen muss. Die automatische Aktualisierungsfunktion ist auch auf andere Ausführungsformen von Ballistikrechnern, wie beispielsweise ein Entfernungsmesser, der eine Rechenvorrichtung zum automatischen Berechnen ballistischer Lösungen als Reaktion auf dynamisch schwankende Messungen oder variierende Umgebungs- und Zielmesseingaben beinhaltet, anwendbar. Im Rahmen dieser Offenbarung werden derartige automatische Aktualisierungen von ballistischen Lösungen auch als Echtzeit-Ballistiklösungen bezeichnet.
Die Ballistikberechnungsausgabe 190 zeigt in numerischer Form die Geschossflugbahn 46 aus 2. In einer Zeile 196 zum Beispiel, die mit „1300” beginnt, was die Flugbahn 46 an dem Ort des Ziels 60 (2) darstellt, ist eine Geschosswegberechnung –681,07 Zoll oder –50,0 MOA; eine Geschossabfallberechnung ist –825,49 Zoll, eine Ablenkungsberechnung ist –132,34 Zoll oder –9,7 MOA; eine Geschwindigkeitsberechnung ist 1.178,5 Fuß pro Sekunde (ft/sec); eine Energieberechnung ist 770,3 Foot-Pounds (ft-lbs); und eine (Flug)Zeitberechnung ist 2,3214 Sekunden.
Daten der Abfalltabelle 108 können durch ankreuzen von Kontrollkästchen 198 in eine Datei exportiert wenden.
Als Nebenbemerkung wird darauf hingewiesen, dass auch eine Optionsfeldmenügruppe Anpassungen 210 als eine Komponente der Benutzeroberfläche 74 beinhaltet ist. Die Menügruppe 210 ermöglicht es einem Benutzer auszuwählen, ob iterativ berechnete Ballistiklösungen in Form von MOA oder MIL ausgegeben werden. Diese Lösungen sind in 3 nicht gezeigt, da das Kontrollkästchen 182 nicht angekreuzt ist. Eine Erörterung dieser Lösungen ist daher später in dieser Offenbarung unter Bezugnahme auf 10 bereitgestellt.
4 und 5 stellen ein Beispiel dafür dar, wie Ballistikrechner verwendet werden, um eine herkömmliche Zielanpassung zu entwickeln. Nach dem Erhalten der in 2 und 3 gezeigten –50,0-MOA-Geschossweganpassung würde ein Benutzer zum Beispiel überhalten oder eine mechanische Höhenanpassung von 50,0 MOA durchführen. Bei einer solchen Anpassung wird im Grunde davon ausgegangen, dass eine angepasste Geschossflugbahn dennoch durch den wahren Nullpunkt (genauer gesagt, den wahren Nullpunkt entlang einer Schrägenentfernung für abfallende Schüsse) verläuft, wobei zwangsläufig die Tatsache ignoriert wird, dass die Anpassung eine neue, angepasste Geschossflugbahn festlegt. Bei dieser Annahme werden Auswirkungen von Umgebung und Schwerkraft auf ein Geschoss, das sich entlang der angepassten Geschossflugbahn bewegt, nicht berücksichtigt. Daher haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend erwähnt, vermutet, dass eine derartige Anpassung eigentlich dazu führen würde, dass das Geschoss das Ziel verfehlt, da sich das Geschoss entlang der angepassten Geschossflugbahn bewegt und somit anderen Schwerkraftauswirkungen und anderen umgebungsbedingten Auswirkungen ausgesetzt ist, verglichen mit denen, die sich auf das Geschoss 40 auswirken, das sich entlang der Flugbahn 46 bewegt. Um diesen Aspekt zu veranschaulichen zeigen 4 und 5 die vorhergesagten Ergebnisse einer herkömmlichen Anpassung, wie jeweils in Form eines Geschossflugbahndiagramms und einer Geschossabfalltabelle dargestellt.
4 zeigt ein Geschossflugbahndiagramm 230, das in gestrichelten Linien eine angepasste Geschossflugbahn 236 beinhaltet, die durch Anpassen des Winkels der Abgangslinie 44 aus 2 (gezeigt in durchgezogenen Linien) um eine 50,0-MOA-Höhenanpassung 240 ermittelt wird, um die –50,0-MOA-Geschosswegberechnung aus 2 und 3 auszugleichen. Eine fragmentarische Detailansicht auf der rechten Seite zeigt außerdem, dass die herkömmliche Zielhöhenanpassung dazu führt, dass ein Projektil 246, das sich entlang der angepassten Geschossflugbahn 236 bewegt, das virtuelle Ziel 62 bei der Entfernung von 1.300 Yards überschreitet. Die genauen Berechnungen des deutlichen Fehlschusses, der in 4 gezeigt ist, sind in Zeile 268 aus 5 dargelegt, die im Folgenden erklärt wird.
5 ist eine Bildschirmanzeigenaufnahme 248 der Echtzeit-Ballistiksystemsoftware-Benutzeroberfläche 74 aus 3, beinhaltet jedoch eine Benutzereingabe 250 in Bezug auf das Kontrollkästchen Tatsächliche Anpassung 180. Ankreuzen des Kontrollkästchens Tatsächliche Anpassung 180 bewirkt, dass Benutzeroberfläche 74 zwei zusätzliche Zahlenauswahlmenüs darstellt. Ein Menü Höhe (MOA) 254 ermöglicht es einem Benutzer, die 50,0-MOA-Höhenanpassung 240 (4) oder eine andere für Ballistikberechnungen verwendete vertikale Zielanpassungen einzugeben. In ähnlicher Weise ermöglicht ein Menü Abdrift (MOA) 258 einem Benutzer, eine Abdriftanpassung 260 oder andere horizontale Zielanpassung einzugeben. In dem in 5 gezeigten Beispiel ist die Abdriftanpassung 260, die in dem Menü Abdrift (MOA) 258 eingegeben wird, 9,7 MOA, was dazu dienen soll, die –9,7-MOA-Ablenkungsberechnung in der Zeile 196 aus 3 auszugleichen. Sobald diese Zielanpassungen über die Zahlenauswahlmenüs eingegeben werden, kann der Benutzer die Schaltfläche Aktualisieren 186 betätigen, um die Ausgabe 264, die in einem Abfalltabellen-Menüreiter 192 dargestellt werden, neu zu berechnen. Die Ausgabe 264 zeigt, dass die berechnete Überschreitung aus 4 0,3 MOA (3,74 Zoll) beträgt, wie in den Berechnungen der Geschossflugbahn 236, die durch das virtuelle Ziel 62 verläuft, das sich in der 1.300-Yard-Entfernung befindet, der Zeile 268 gezeigt.
Um die zuvor erwähnte Überschreitung auszugleichen, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ein Verfahren 280 entwickelt, das in einem Flussdiagramm in 6 gezeigt ist. Im Allgemeinen iteriert das Verfahren 280 eine berechnete Ballistiklösungshöhenanpassung so lange, bis eine Geschosswegberechnung kleiner als ein gewünschter Schwellenwert bei der Entfernung ist. Jede Iteration ist insofern analog zu einem tatsächlichen Referenzschuss, der von einem Schützen abgegeben wird, als die Iterationen die Anwendung von Echtzeit-Zielanpassungen abbilden, die den Überhöhungswinkel modifizieren, eine Veränderung der umgebungsbedingten Auswirkungen und, letztendlich, eine Veränderung einer Flugbahn des Projektils herbeiführen.
Zu einem Beginn 284 des Verfahrens 280 stellt ein Benutzer oder eine Eingabevorrichtung die anfänglichen Ballistik- und Zielbedingungen, wie beispielsweise die zuvor unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen Ballistik- und Zieleingaben, fest. Diese anfänglichen Eingaben werden verwendet, um einen anfänglichen Höhenanpassungsbetrag zu berechnen (z. B. die zuvor erwähnte 50,0-MOA-Anpassung), und um einen iterativ angepassten Überhöhungswinkel α_ADJ so zu initialisieren, dass er dem nullgesetzten Überhöhungswinkel α entspricht. Zusätzlich gibt der Benutzer oder die Eingabevorrichtung (z. B. ein Laser-Entfernungsmesser) eine Entfernung zu einem Ziel ein.
Das Verfahren 280 fährt dann mit dem Berechnen 290 eines Geschosswegs für die gewünschte Entfernung gemäß der anfänglichen Höhenanpassung fort. 5 zeigt zum Beispiel, dass der berechnete Geschossweg bei der 50,0-MOA-Anpassung eine 0,3-MOA-Überschreitung ist.
Das Verfahren 280 fährt fort mit dem Bestimmen 292, ob der absolute Wert des Geschosswegs kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Ein Benutzer kann zum Beispiel wollen, dass der Fehler in Bezug auf Überschreitung oder Unterschreitung weniger als +/–0,01 MOA beträgt.
Wenn 0,3 MOA nicht kleiner als der gewünschte Schwellenwert ist, fährt das Verfahren 280 mit dem Aktualisieren 294 der anfänglichen Höhenanpassung fort. Das Aktualisieren 294 beinhaltet Einstellen einer Höhenanpassung so, dass diese gleich der aktuellen (z. B. anfänglichen) Höhenanpassung abzüglich der aktuellen Geschosswegberechnung aus der Berechnung 292 ist. In einem ersten Durchlauf des Verfahrens 280 würde das Aktualisieren 294 dazu führen, dass die aktuelle Höhenanpassung 50,0 MOA abzüglich 0,3 MOA ist, was 49,7 MOA sind.
Sobald eine neue Höhenanpassung berechnet ist, fährt das Verfahren 280 mit dem Neuberechnen 290 des Geschosswegs mit dem neuen Höhenanpassungsbetrag und dem iterativ angepassten Überhöhungswinkel α_ADJ fort, der gemäß der folgenden Gleichung angepasst wird: α_ADJ = α + δ_SHZ – δ_SHT
In einigen Ausführungsformen kann das Menü Höhe (MOA) 254 aus 5 manuell oder automatisch aktualisiert werden, damit es von dem 50,0-MOA-Anpassungsbetrag auf den 49,7-MOA-Anpassungsbetrag geändert wird, und die Ausgabe 264 würde neuberechnet werden. Unter der Annahme, dass sie neuberechnet wird, würde die neue Ausgabe einen berechneten Geschossweg zeigen, der leicht negativ (d. h. eine Unterschreitung) ist, wobei der absolute Wert dieses negativen Werts jedoch kleiner als der absolute Wert der anfänglichen 0,3-MOA-Überschreitung wäre. Mit anderen Worten würde die erste Iteration den Fehler reduzieren, der aus der anfänglichen Höhenanpassung von 50,0 MOA resultiert.
Es können mehrere Durchläufe der Geschosswegiteration vorgenommen werden, um den Fehler weiter bis zu dem Punkt zu reduzieren, an dem er unter dem gewünschten +/–0,01-MOA-Fehlerschwellenwert liegt. Sobald die iterative Berechnung des Geschosswegs in Richtung Null konvergiert, kann zum Beispiel bestimmt werden, dass der Geschossweg kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist, an welchem Punkt das Verfahren 280 mit dem Ausgeben 300 der iterativ berechneten ballistischen Lösung für die Höhenanpassung fortfährt und das Verfahren 280 endet 302. Ein Geschossflugbahndiagramm 310 aus 7 zeigt eine derartige Ausgabe. Eine iterativ berechnete Höhenanpassung 312 wird nun als 49,72 MOA angezeigt. Dementsprechend verläuft eine Geschossflugbahn 314 nun durch das Ziel 60.
Das Verfahren 280 ist eine beispielhafte iterative Technik, die den Wert des berechneten Geschosswegs reduziert, bis sich der Wert Null nähert. Mit anderen Worten setzt die iterative Berechnung die Waffe effektiv auf Null zurück, sodass der neuberechnete Nullpunkt der Geschossflugbahn auf den Ort eines Ziels fällt. Es gibt jedoch auch weitere Ballistikflugbahnparameter, die verwendet werden können, um ein ähnliches Ergebnis zu erreichen. In Anbetracht dessen, dass ein Geschossweg nur ein Ballistikflugbahnparameter ist, können andere Ballistikflugbahnparameter iterativ berechnet werden, um eine ballistische Lösung zu entwickelt, die mit der aus dem Verfahren 280 vergleichbar ist. Geschossabfall könnte beispielsweise iterativ berechnet werden, sodass eine Änderung des berechneten ballistischen Abfalls zwischen nachfolgenden Iterationen als unter einem gewünschten Schwellenwert befindlich bestimmt wird. Sobald sich die Änderung des ballistischen Abfalls unter einer vorbestimmten Toleranzgrenze stabilisiert, kann der iterativ berechnete ballistische Abfall gemäß herkömmlichen Ballistik- und Trigonometrieberechnungen zum Umwandeln des ballistischen Abfalls zu einer vertikalen Zielanpassung verwendet werden. Aus diesem Grund bezieht sich die Wendung „iterative Berechnung von ballistischen Flugbahnen” auf eine iterative Berechnung eines beliebigen Ballistikflugbahnparameters, der die Flugbahn eines Geschosses definiert und zu Zwecken der Entwicklung einer Zielanpassung verwendet wird. Und eine Zielanpassung bezieht sich im Allgemeinen auf vertikale Zielanpassungen (z. B. Höhe) und horizontale Zielanpassungen (z. B. Ablenkung).
Ähnlich dem Verfahren 280 zeigt 8 ein Verfahren 320 dafür, dass ein Ballistikrechner einen Abdriftzielanpassungsbetrag zum Schießen eines Ziels in einer Entfernung durch Iterieren einer berechneten Ballistiklösung-Abdriftanpassung solange, bis eine Geschossablenkungsberechnung kleiner als ein gewünschter Schwellenwert bei der Entfernung ist, bestimmt. Aus Gründen der Knappheit genügt es zu sagen, dass das Verfahren 320 analog zu dem Verfahren 280 ist, wobei jedoch statt des Berechnens eines Parameters (d. h. Geschossweg oder Geschossabfall), der verwendet wird, um einen vertikalen Zielanpassungsbetrag festzulegen, durch das Verfahren 320 iterativ eine Ablenkung berechnet wird, um einen horizontalen Zielanpassungsbetrag zu bestimmen.
Zu einem Beginn 326 des Verfahrens 320 stellt ein Benutzer oder eine Eingabevorrichtung die anfänglichen Ziel- und Ballistikbedingungen fest, wie für den Beginn 284 des Verfahrens 280 beschrieben. Diese anfänglichen Eingaben werden verwendet, um einen anfänglichen Abdriftanpassungsbetrag zu berechnen (z. B. 9,7 MOA, um die Ablenkungsberechnung auf 3 von –9,7 MOA auszugleichen). Zusätzlich gibt der Benutzer oder die Eingabevorrichtung (z. B. ein Laser-Entfernungsmesser) eine Entfernung zu einem Ziel ein.
Das Verfahren 320 fährt dann mit dem Berechnen 340 einer Geschossablenkung für die gewünschte Entfernung gemäß der anfänglichen Höhenanpassung fort. 5 zeigt zum Beispiel, dass die berechnete Geschossablenkung bei der 9,7-MOA-Anpassung in einem Verfehlen des Ziels um –0,21 Zoll zu dessen Seite resultieren würde.
Das Verfahren 320 fährt fort mit dem Bestimmen 346, ob der absolute Wert der Geschossablenkung kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Ein Benutzer kann zum Beispiel wollen, dass der Fehler weniger als +/–0,01 Zoll beträgt.
Wenn der absolute Wert von –0,21 Zoll nicht kleiner als der gewünschte Schwellenwert ist, fährt das Verfahren 320 mit dem Aktualisieren 348 der anfänglichen Abdriftanpassung fort. Das Aktualisieren 348 beinhaltet Einstellen einer Abdriftanpassung so, dass diese gleich der aktuellen (z. B. anfänglichen) Abdriftanpassung abzüglich der aktuellen Geschossableitungsberechnung aus der Berechnung 340 ist. In einem ersten Durchlauf des Verfahrens 320 würde das Aktualisieren 348 beispielsweise dazu führen, dass die aktuelle Abdriftanpassung 9,7 MOA, was 132,34 Zoll sind, abzüglich der Verfehlung von –0,21-Zoll ist.
Wenn eine neue Abdriftanpassung berechnet ist, fährt das Verfahren 320 mit dem Neuberechnen 340 der Geschossablenkung mit dem neuen Abdriftanpassungsbetrag fort. Das Menü Abdrift (MOA) 258 aus 5 kann zum Beispiel manuell oder automatisch aktualisiert werden, damit es von dem 9,7-MOA-Anpassungsbetrag auf den neuen Abdriftanpassungsbetrag geändert wird, und die Ausgabe 264 würde neuberechnet wenden. Unter der Annahme, dass sie neuberechnet wird, würde die neue Ausgabe eine berechnete Geschossablenkung anzeigen, die den Betrag der anfänglichen Verfehlung um –0,21 Zoll reduziert. Mit anderen Worten würde die erste Iteration den Fehler reduzieren, der aus der anfänglichen Abdriftanpassung von 9,7 MOA resultiert. Und, abhängig von dem gewünschten Schwellenwert, würden mehrere Iterationen eine Ausgabe einer horizontale Zielanpassung von 9,72 MOA zum Ausgeben 350 erzeugen und das Verfahren 320 beenden 352.
Obwohl das Verfahren 280 und das Verfahren 320 unter Bezugnahme auf die Ballistiksoftware-Benutzeroberfläche aus 3 und 5 beschrieben sind, müssen diese Verfahren nicht in einer Desktop- oder Laptopcomputer-Softwareanwendung ausgeführt sein. Das Verfahren 280 und das Verfahren 320 können gemäß anderen Ausführungsformen implementiert sein, einschließlich in einem Fernglas mit Laser-Entfernungsmesser oder einem entfernungsmessenden Zielfernrohr. 9 ist zum Beispiel eine Ansicht eines Entfernungsmesser-Absehens 358, wie gesehen durch ein Okular (eine Augenlinse) einer Laser-Entfernungsmesser-Ausführungsform, wobei das Absehen 358 beschriftet ist, um einen Höhenzielanpassungsbetrag 360 und einen Abdriftzielanpassungsbetrag 364 zu zeigen, die jeweils gemäß dem Verfahren 280 und dem Verfahren 320 bestimmt werden.
Das Absehen 358 beinhaltet duplexartige vertikale und horizontale Fäden 366. Eine mittige Fadenzielmarkierung 368 stellt einen Zielpunkt bereit, der den Ort einer wahren 200-Yard-Nullpunktes in einem Sichtfeld 370 anzeigt. Ein Benutzer platziert die Zielmarkierung 368 auf einem Ziel 372 und drückt einen Knopf (nicht gezeigt) des Entfernungsmessers, um eine Entfernungsmessung 374 zu dem Ziel 372 zu erhalten. Die Entfernungsmessung 374 von 1.300 Yards wird über den Fäden 366 angezeigt. Ebenfalls angezeigt werden eine Neigungswinkelmessung 380, die die 20°-Neigung 50 aus 2 anzeigt, eine Windmessung 382 von 10 Meilen pro Stunde und eine Windrichtungsfahne 384, die die Richtung des Winds angibt.
Sobald das Ziel 372 eingeordnet ist, kann ein Ballistikrechner innerhalb des Entfernungsmessers automatisch das Verfahren 280, das Verfahren 320 oder beide Verfahren (z. B. gleichzeitig) durchführen, um ballistische Lösungen für den Höhenzielanpassungsbetrag 360 und den Abdriftzielanpassungsbetrag 364 zu erhalten. Als Reaktion auf Bestimmen dieser Zielanpassungen stellt der Entfernungsmesser in dem Sichtfeld 370 eine relativ kleine Zielmarkierung 390 dar, die auf das Ziel 372 gerichtet werden kann (wie angezeigt durch eine verschobene Ansicht 392 in gestrichelten Linien des Ziels 372, welche durch Bewegen des Absehens 358 relativ zu dem Sichtfeld 370 erzeugt wird), sodass sich, wenn ein Geschoss in Richtung des Ziels 372 an einem Zielpunkt, der durch die Zielmarkierung 390 definiert ist, abgefeuert wird, das Geschoss entlang der Flugbahn 314 (siehe z. B. 7) bewegen würde, die von dem Ballistikrechner berechnet wurde, um das Ziel 372 in der gemessenen Entfernung von 1.300 Yards zu schneiden.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Position des Zielmarkierung 390 dynamisch in Echtzeit bewegt werden, während Eingabeinformationen von dem Benutzer oder der Eingabevorrichtung zusammengetragen und modifiziert werden. Ein Entfernungsmesser, wie etwa der, der in US-Patentschrift Nr. 7,654,029 beschrieben ist, die hierin unter Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist, kann verschiedene Umgebungs- und Positionssensoren, wie etwa Neigungsmesser, faseroptische Gyroskope, Temperaturfühler und dergleichen, beinhalten. (Das ,029-Patent ist auf Leupold and Stevens, Inc. übertragen, welcher auch der Rechtsnachfolger und Anmelder der vorliegenden Erfindung ist). Diese oder andere Sensoren können Eingaben bereitstellen, die die ballistische Lösung in Echtzeit verändern und damit die Position der Zielmarkierung 390 infolge sich fortlaufend ändernder Eingabeinformationen aktualisieren.
10 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Ballistiksoftwareanwendung-Benutzeroberfläche 396, die den in 9 gezeigten Höhenzielanpassungsbetrag 360 und den Abdriftzielanpassungsbetrag 364 in numerischer Form (MOA) ausgibt. Die Benutzeroberfläche 396 zeigt beispielsweise, dass ein Benutzer das Kontrollkästchen Berechne ballistische Lösungen 182 ausgewählt hat, das zuvor unter Bezugnahme auf 5 erwähnt wurde. Die Auswahl des Kontrollkästchens 182 bewirkt, dass die Software auch ein weiteres Zahlenauswahlmenü anzeigt, welches ein Menü Zielentfernung 400 ist, das dem Benutzer ermöglicht, eine vorbestimmte Entfernung zu einem Ziel einzugeben. In 10 hat der Benutzer in dem Menü Zielentfernung 400 zum Beispiel die Entfernungsmessung 374 (9) von 1.300 Yards eingegeben. Die Auswahl des Kontrollkästchens 182 bewirkt außerdem, dass die Software die Verfahren 280 und 320 durchführt, um dem Benutzer in einem Feld Höhe (MOA) 402 und einem Feld Abdrift (MOA) 404 jeweils eine Angabe der iterativ berechneten Zielanpassungsbeträge von Höhe von 49,72 MOA und Abdrift von 9,72 MOA darzustellen. Ein Feld 405 gibt eine Messung der wahren ballistischen Entfernung (TBR), auch bekannt als äquivalente horizontale Entfernung, an, wie in dem aufgenommenen ,029-Patent beschrieben.
II. Überschall-, Transschall- oder Unterschallgeschwindigkeitsangaben
In 3, 5 und 10 können Tabellenzeilen von „1100” Yards bis „1350” Yards eine gelbe Farbe aufweisen, um anzuzeigen, dass ein Geschoss von Überschallgeschwindigkeit (d. h. über ungefähr Mach 1,2, wie gemäß den Zielbedingungen aus Menüreiter 122 (3) berechnet) zu Unterschallgeschwindigkeit (d. h. unter ungefähr Mach 0,8, erneut bei Höhe) übergeht. 10 zeigt zum Beispiel, dass eine Zeile 406, die mit „1050” Yards beginnt, eine Geschwindigkeitsberechnung von 1.355,4 ft/sec (Mach 1,21) aufweist, was Überschallgeschwindigkeit ist. Diese Zeile kann daher in Weiß angezeigt werden. Im Gegensatz dazu weist eine Zeile 408, die mit „1400” beginnt, eine Geschwindigkeitsberechnung von 1.122,8 ft/sec (Mach 1,00) auf, wobei diese eine erste Zeile 408 ist, bei der berechnet wurde, dass sich ein Geschoss mit Unterschallgeschwindigkeit bewegt. Diese Zeile kann daher in Rot angezeigt werden. Die Zeilen, die auf die rotgefärbte Zeile folgen, können eine gelbe Farbe aufweisen, um anzuzeigen, dass das Geschoss, während es sich noch im Transschallbereich befindet, eine abnehmende Flugstabilität aufweisen würde. In anderen Ausführungsformen können verschiedene Farben oder grafische Indikatoren verwendet werden, um Überschall-, Transschall- und Unterschallgeschwindigkeitsangaben zum Ausdruck zu bringen. Überschall könnte zum Beispiel durch grüngefärbte Zeilen oder eine Überschallsymboldarstellung angezeigt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist 11 eine Bildschirmanzeigenaufnahme 410 der Echtzeit-Ballistiksystemsoftware-Benutzeroberfläche, die einen Ausgabeanzeigebereichsreiter 414 mit dem Titel „Geschossweg (Zoll)” mit Inhalten in Form eines Schaubilds 416 beinhaltet, das einen berechneten Geschossweg 418 zunehmenden Entfernungen 420 entlang einer X-Achse 424 gegenüberstellt und durch Linien 430 (z. B. gelbe Linien) Entfernungen 432 anzeigt, für die bestimmt wurde, dass die berechnete Geschwindigkeit eines Geschosses Transschallgeschwindigkeiten erreicht. Das Schaubild zeigt über eine Linie 434 (z. B. eine rotgefärbte Linie) außerdem eine Entfernung 436 an, für die bestimmt wurde, dass die berechnete Geschwindigkeit des Geschosses zu einer Unterschallgeschwindigkeit übergeht.
In einer weiteren Ausführungsform wird in der Nähe der Seite der Zielmarkierung 390 aus 9 ein berechneter Geschwindigkeitsmesswert 446 eines Geschosses an einem berechneten Auftreffpunkt auf das Ziel 372 angezeigt. Der Geschwindigkeitsmesswert 446 oder die Zielmarkierung 390 werden in dem Sichtfeld 370 überlagert (d. h. auf einer Anzeige wiedergegeben), sodass sie auch dafür verwendet werden können, zu bestimmen, ob das Geschoss schallnah oder überschallschnell ist. Der Geschwindigkeitsmesswert 446 oder die Zielmarkierung 390 kann grün sein, um Überschallgeschwindigkeit anzuzeigen, gelb sein, um einen Übergang zu Transschallgeschwindigkeit anzuzeigen, oder rot sein, um eine Unterschallgeschwindigkeit anzuzeigen. Andere grafische Symbole oder Indikatoren befinden sich ebenfalls innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung.
III. Ausgleich für Ballistikberechnungen
12 zeigt einen weiteren Satz von Zahlenauswahlmenüs 444 in einem Menüreiter 446 mit dem Titel „Anvisierungsbedingungen”. Diese Zahlenauswahlmenüs 444 beinhalten Menüs, die identisch zu denen sind, die vorstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben sind. Des Weiteren beinhalten die Menüs 444 ein Ausgleichsmenü 448, das verwendet werden kann, um ballistische Informationen für Zielladungen in Bezug auf den Überhöhungswinkel einer anderen Ladung zu erzeugen. Mit anderen Worten kann, wie mittels beispielhafter Verwendungsszenarien in den folgenden fünf Absätzen beschrieben, ein Anvisierungsausgleichswert (z. B. ein Wert, der in dem Menü 444 eingegeben wird) verwendet werden, um eines oder mehrere der Folgenden zu erreichen: (1) Ermöglichen, dass ein Benutzer (z. B. ein Schütze) einen Anvisierungsausgleich einrichtet, der während eines Anvisierungsprozesses einer neuen Zielladung auftritt, wobei der Anvisierungsausgleich von der ursprünglichen Anvisierungsladung abhängig ist; (2) Ermöglichen einer unabhängigen Auswahl zwischen der Anvisierungsladung und der Zielladung; (3) Ermöglichen, dass der Benutzer einen Anvisierungs-Überhöhungswinkel direkt eingibt, um eine Anvisierungsprozess-Überhöhungswinkelberechnung des RTBS-Algorithmus zu umgehen; (4) Ermöglichen, dass der Benutzer den Anvisierungsprozess des RTBS-Algorithmus umgeht und den vorherigen Überhöhungswinkel, der aus einer unterschiedlichen Ladung hervorgeht und damit assoziiert ist, erneut verwendet; oder (5) Ermöglichen, dass der Benutzer einen Anvisierungsprozess in einer Zielentfernung durchführt, die sich von einem gewünschten wahren Nullpunkt unterscheidet.
In einigen Ausführungsformen kann ein Schütze Ballistikinformationen für den Anvisierungsprozess unabhängig von den Ballistikinformationen, die während Zielberechnungen verwendet werden, konfigurieren, z. B. wenn sich die bei der Anvisierung verwendete Ladung von einer aktuellen Ladung, die während der Zielberechnung verwendet wird, unterscheidet. In einem solchen Fall kann der Schütze im Menü Ausgleich 448 des Menüreiters 446 einfach einen Ausgleichswert eingeben, der dann verwendet wird, um Ballistikberechnungsausgaben 450 zu erzeugen, die in dem Menüreiter Abfalltabelle 192 dargestellt werden. Dementsprechend ist ein Geschossweg 452 bei 200 Yards (d. h. der wahre Nullpunkt) als 10 Zoll unter dem wahren Nullpunkt befindlich gezeigt. Die Ballistikberechnungsausgabe 450 stellt damit Referenzpunkte eines tatsächlichen Geschosswegs bei verschiedenen weiteren Entfernungen bereit, wobei die Referenzpunkte in Bezug auf eine ursprüngliche Geschossladung, die während des Anvisierungsprozesses verwendet wurde, gezeigt sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann ein Schütze seine Waffe unter Verwendung von einer Patrone einschießen wollen, dann jedoch eine andere Patrone ohne Nullrücksetzen (Einschießen) für diese neue Patrone schießen wollen. Einige Jäger verwenden beispielsweise mehrere Geschossladungen (die normalerweise vom selben Kaliber sind, jedoch unterschiedliche Geschossgewichte aufweisen) ohne Nullrücksetzen, nachdem sie zwischen Ladungen wechseln. Einige Benutzer des Custom Dial System (CDS) von Leopold and Stevens, Inc führen eventuell auch mehrere CDS-Türme mit sich, die jeweils für eine bestimmte Munitionsladung entwickelt sind. Wenn ein Benutzer einen tatsächlichen Ausgleich (z. B. in Zoll des Geschosswegs) zwischen den zwei unterschiedlichen Geschossen nicht kennt, der Benutzer aber bestimmte Unterschiede der Ballistikinformationen (z. B. höheres Geschossgewicht) kennt, kann der Benutzer diese Unterschiede einfach in einem Ballistiksystem angeben, um Ballistikberechnungen für die während der Zielberechnungen verwendeten Geschossinformationen zu erhalten. Diese Implementierung ist besonders nützlich in einem Entfernungsmesser, entfernungsmessenden Zielfernrohr, Spektiv oder anderen Entfernungsmessvorrichtungen, da ein Schütze beispielsweise Anpassungsinformationen für überhalten und Unterhalten in Bezug auf die Anvisierungsladung erhalten wird. In einigen Ausführungsformen kann sich der Benutzer entscheiden, einen CDS-Turm bei sich zu führen, da die Ballistikberechnungen relevanten Verschiebungen zwischen der (Anvisierungs-)CDS-Ladung und der tatsächlich abgefeuerten Ladung Rechnung tragen würden.
In einigen Ausführungsformen kann der Schütze einen automatischen Anvisierungsprozess durch Eingeben eines tatsächlichen Überhöhungswinkels, der während des Prozesses verwendet werden soll, der eine ballistische Lösung berechnet, eventuell überschreiben wollen. Diese Überschreibung kann verwendet werden, wenn sich Geschossinformationen der abgefeuerte Ladung von denen der während des Anvisierungsprozesses verwendeten Ladung unterscheiden.
In noch weiteren Ausführungsformen kann der Schütze den automatischen Anvisierungsprozess eventuell überschreiben wollen, indem er auswählt, ob der Überhöhungswinkel berechnet werden soll. Anders ausgedrückt wird während des normalen Anvisierungsprozesses ein Überhöhungswinkel berechnet. Durch Umgehen dieser Berechnung würde jedoch stattdessen ein zuvor berechneter Winkel verwendet werden. Dies ist nützlich, da ein Winkel aus einer vorherigen Ladung auf die Berechnungen für die aktuelle Zielladung angewendet werden würde.
In einem anderen Verwendungsfall steht dem Schützen kein Ziel am wahren Nullpunkt (z. B. ein Ziel, das sich am wahren 200-Yard-Nullpunkt befindet) zur Verfügung, an dem er seine Waffe anvisieren (nullstellen) kann, jedoch steht dem Schützen ein Ziel in einer anderen Entfernung (z. B. einer 100-Yard-Entfernung) zur Verfügung und er weiß, wie groß die Verschiebung ist, die in der verfügbaren Zielentfernung auftritt. Sobald der Schütze den Betrag der Verschiebung kennt, die in der verfügbaren Zielentfernung auftritt, kann der Benutzer diesen Betrag in dem Menü Ausgleich 448 des Menüreiters 446 eingeben, welcher dann verwendet wird, um Ballistikberechnungsausgaben zu erzeugen, die einen Geschossweg zeigen, der den wahren Nullpunkt schneidet, obgleich in der Entfernung des wahren Nullpunkts kein Ziel zur Verfügung steht.
Ein Fachmann wird verstehen, dass zahlreiche Änderungen an den Einzelheiten der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den zugrundeliegenden Prinzipien der Erfindung abzuweichen. Ein Fachmann wird zum Beispiel verstehen, dass die Beispiele mit Bezug auf Geschosse und dergleichen auch auf andere Projektile, wie beispielsweise Pfeile, anwendbar sind. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll daher nur durch die folgenden Ansprüche bestimmt werden.

Claims

Verfahren, in einem Projektilflugbahn-Bestimmungssystem, das einen Zielanpassungsbetrag bereitstellt, der zunächst basierend auf einer Visierlinie, die eine vorausgewählte Nullentfernung schneidet, bestimmt wird, zum Bestimmen einer ballistischen Lösung, um auf ein Ziel in einer Zielentfernung, die sich von der vorausgewählten Nullentfernung unterscheidet, zu feuern, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: iteratives Berechnen eines Ballistikflug bahnparameterbetrags, der eine berechnete Projektilflugbahn definiert, derart, dass die berechnete Projektilflugbahn so bestimmt wird, dass sie, innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts, einen Zielort schneidet, der sich in der Zielentfernung befindet, umfassend: (a) Berechnen des Ballistikflugbahnparameterbetrags basierend auf dem Zielanpassungsbetrag; (b) Bestimmen, ob der Ballistikflugbahnparameterbetrag kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist; (c) als Reaktion auf das Bestimmen, dass der Ballistikflugbahnparameterbetrag nicht kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist, Verfeinern des Zielanpassungsbetrags durch den Ballistikflugbahnparameterbetrag; und (d) Wiederholen des Berechnens und des Bestimmens; und Bereitstellen, als Reaktion auf das Bestimmen, dass der Ballistikflugbahnparameterbetrag kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist, einer Angabe über den Zielanpassungsbetrag als eine ballistische Lösung zum Feuern auf den Zielort, der sich in der Zielentfernung befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Wiederholen der Berechnung ein Berechnen von umgebungsbedingten Ballistikbedingungen mit dem Zielanpassungsbetrag und Neuberechnen der Ballistikflugbahnparameter als eine Funktion des umgebungsbedingten Ballistikbedingungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Wiederholen der Berechnung ein Anpassen eines Überhöhungswinkels (α_ADJ) um eine Differenz zwischen einem ersten Visierhöhendepressionswinkel (δ_SHZ) und einem zweiten Visierhöhendepressionswinkel (δ_SHT) umfasst, wobei der erste Visierhöhendepressionswinkel (δ_SHZ) zwischen einer Neigungslinie zu dem Zielort und der Visierlinie, die die vorausgewählte Nullentfernung schneidet, liegt und der zweite Visierhöhendepressionswinkel (δ_SHT) zwischen der Neigungslinie zu dem Zielort und einer berechneten Visierlinie, die einen Ort entlang der berechneten Visierlinie in der Zielentfernung schneidet, liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ballistikflugbahnparameter ein Projektilwegparameter ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zielanpassungsbetrag einen vertikalen Zielanpassungsbetrag umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der vertikale Zielanpassungsbetrag einen Zielhöhenanpassungsbetrag umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ballistikflugbahnparameter ein Ablenkungsparameter ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zielanpassungsbetrag einen horizontalen Zielanpassungsbetrag umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der horizontale Zielanpassungsbetrag einen Abdriftzielanpassungsbetrag umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Empfangen von aktualisierten Ballistikparameter-Eingabeinformationen; und als Reaktion auf ein Empfangen der aktualisierten Ballistikparameter-Eingabefunktionen, dynamisches Aktualisieren des Zielanpassungsbetrags basierend auf den aktualisierten Ballistikparameter-Eingabeinformationen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Projektilflugbahnbestimmungssystem ein Absehen umfasst, das ein Sichtfeld einnimmt, das den Zielort beinhaltet, und wobei das Bereitstellen der Angabe des Zielanpassungsbetrags als ballistische Lösung zum Schießen auf den Zielort in der Zielentfernung ein Überlagern einer Zielmarkierung in dem Sichtfeld an einem Ort entsprechend dem Zielanpassungsbetrag umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner dynamisches Aktualisieren des Orts, der dem Zielanpassungsbetrag entspricht, basierend auf aktualisierten Ballistikparameter-Eingabeinformationen, die durch Abtasten von Umgebungsbedingungen erhalten werden, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner dynamisches Aktualisieren des Orts, der dem Zielanpassungsbetrag entspricht, basierend auf aktualisierten Ballistikparameter-Eingabeinformationen, die durch Aktualisieren der Zielentfernung erhalten werden, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Zielmarkierung eine berechnete Geschwindigkeit anzeigt, um eine Projektilgeschwindigkeit in der Zielentfernung, die von der berechneten Projektilflugbahn geschnitten wird, darzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Darstellen einer Angabe zu Überschall-, Transschall- oder Unterschallgeschwindigkeit anzeigt, um eine Projektilgeschwindigkeit darzustellen, für das berechnet wird, dass es sich in der Zielentfernung befindet, die von der berechneten Projektilflugbahn geschnitten wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Projektilflugbahn-Bestimmungssystem eine optische Visiervorrichtung umfasst, und wobei das Darstellen einer Angabe zu Überschall-, Transschall- oder Unterschallgeschwindigkeit ein Überlagern der Angabe in einem Sichtfeld, das in der optischen Visiervorrichtung sichtbar ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Bestimmen eines Überhöhungswinkels einer ersten Ladung; und Bereitstellen einer Angabe über den Zielanpassungsbetrag als die ballistische Lösung zum Feuern auf den Zielort, der sich in der Zielentfernung befindet, durch Erzeugen der ballistischen Lösung für eine Zielladung in Bezug auf den Überhöhungswinkel der ersten Ladung.
Zielfernrohr, das konfiguriert ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–17 durchzuführen.
Entfernungsmesser, der konfiguriert ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–17 durchzuführen.
Maschinenlesbares Medium, das darauf gespeicherte Anweisungen beinhaltet, die bei Ausführung durch eine Verarbeitungsvorrichtung bewirken, dass die Verarbeitungsvorrichtung das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–17 durchführt.
Ballistikrechner-Softwareanwendung, die konfiguriert ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–17 durchzuführen.