DE3545830A1

DE3545830A1 - Firing simulator for practising aiming with a gun

Info

Publication number: DE3545830A1
Application number: DE19853545830
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Precitronic Gesellschaft fuer Feinmechanik und Electronic mbH
Current assignee: Precitronic Gesellschaft fuer Feinmechanik und Electronic mbH
Priority date: 1984-12-31
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1986-08-07
Also published as: DE3545830C2

Abstract

A device for practising aiming with a gun at a target, which device comprises aiming optics and an appliance for determining the simulated hit position with respect to the target position. In order to achieve a direct comparison with the image of the target perceived in the aiming optics and the hit point, it is provided that the hit position is displayed in the aiming optics. For this purpose, the target is monitored using a TV camera and a corresponding monitor image is merged into the aiming optics.

Description

Precitronic ->Precitronic ->

D/be/kö .-D / be / kö .-

Beschreibungdescription

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schußsimulator zum üben des Richtens mit einer einen Laserentfernungsmesser aufweisenden Schußwaffe, der eine auf der Aussendung und dem Empfang von elektromagnetischer Strahlung beruhende Einrichtung zur Vermessung eines kooperativen Ziels umfaßt.The invention relates to a shot simulator for practicing the aiming with a firearm having a laser range finder, the one on the transmission and comprises means based on the reception of electromagnetic radiation for surveying a cooperative target.

Ein Schußsimulator hat die Aufgabe, beim Übungsrichten und im Manöver den scharfen Schuß durch einen Vermessungsvorgang nachzubilden, der Aufschluß geben soll über das mutmaßliche Trefferbild. Dabei ist es wichtig, daß an der Waffe selbst geübt werden kann und deren Eigenschaften durch den Schußsimulator so weniq wie nur iraend möalich geändert werden.The task of a shot simulator is to ensure that the shot is sharp during training and maneuvers by means of a measurement process to replicate, which should provide information about the presumed hit pattern. It is important that on the weapon itself can be practiced and their properties through the shot simulator as little as can be changed every now and then.

■ ι-■ ι-

Bekannte Schußsimulatoren machen mechanische oder elektrische Steuerungsverbindungen zwischen Waffe und Simulator erforderlich, die der Auslösung des simulatorseitigen Meßvorgangs dienen und erfordern daher beim Einsatz der Waffe zu Übungszwecken gewisse Eingriffe in das Waffensystem, die insbesondere dann schwierig oder unstatthaft sein können, wenn es sich um eine Waffe mit weitgehend automatisiertem Feuerleitsystem handelt, bei dem die Auslösung der Entfernungsmessung selbsttätig von der Auslösung des Schusses gefolgt wird.Known shot simulators make mechanical or electrical control connections between the weapon and the simulator required, which are used to trigger the simulator-side measuring process and therefore require when using the weapon for training purposes, certain interventions in the weapon system, which in particular then can be difficult or inadmissible, if it is a weapon with a largely automated fire control system, in which the distance measurement is triggered is followed automatically by the triggering of the shot.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schußsimulator der eingangs genannten Art zu schaffen, der das üben mit einem solchen Waffensystem praktisch ohne Änderung desselben ermöglicht.The invention is based on the object of a shot simulator of the type mentioned to create the practice with such a weapon system practically without changing the same enables.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Schußsimulator zum unmittelbaren Empfang des von dem Waffensystern ausgehenden Laserstrahls eingerichtet und sein Vermessungsvorgang dadurch auslösbar ist. The solution according to the invention is that the shot simulator set up for the immediate reception of the laser beam emanating from the weapon system and its measurement process can thereby be triggered.

Die Erfindung verzichtet auf Steuerungsverbindungen, die irgendwelche Änderungen am Waffensystem erfordern würden und erlaubt es sogar, das Waffensystem auch bezüglich der Aussendung des Meßlaserstrahls unverändert zu lassen, weil dieser Laserstrahl selbst diese Verbindung bewirkt. Für die Ausrüstung der Waffe mit dem Schußsimulator und für ihre Umstellung zu Übungszwecken braucht der Schußsimulator nur in solcher Weise an sie angesetzt zu werden, daß er den von der Waffe ausgesandten Laserstrahl empfangen kann. Wenn das Objektiv des Laserstrahlsenders an der Waffe in solcher Weise angeordnet ist, daß der Schußsimulator inThe invention dispenses with control connections that would require any changes to the weapon system and even allows the weapon system to be left unchanged with regard to the emission of the measuring laser beam, because this laser beam itself creates this connection. For equipping the weapon with the shot simulator and for The shot simulator only needs to set them up for training purposes in such a way that it can receive the laser beam emitted by the weapon. When the lens of the laser beam transmitter on the weapon is in is arranged in such a way that the shot simulator in

unmittelbarer Nähe desselben befestigt werden kann, kann in den Schußsimulator ein Empfänger für den waffenseitigen Laserstrahl integriert sein, der das Objektiv überdeckt. Stattdessen kann auch ein gesonderter Empfänger vorhanden sein, der an dem Objektiv angebracht werden kann und in beliebiger Steuerungsverbindung mit dem Simulator steht.can be attached in the immediate vicinity of the same in the shot simulator a receiver for the weapon side Be integrated laser beam that covers the lens. Instead, there can also be a separate recipient that can be attached to the lens and in any control connection with the simulator is available.

Zwar wäre es denkbar, daß der Simulator von einem Teil des von der Waffe empfangenen Laserstrahls seinerseits aktiv Gebrauch macht, indem er ihn zu MeßzweckenIt would be conceivable that the simulator was made up of a part the laser beam received by the weapon in turn makes active use by using it for measuring purposes

umformt und aussendet. Zweckmäßiger ist esreshapes and sends out. It is more expedient

jedoch im allgemeinen, wenn der Simulator mit einem eigenen Laserstrahlsender ausgerüstet ist, der lediglich durch den Empfang des waffenseitigen Laserstrahls ausgelöst wird. Dadurch wird der Schußsimulator hinsichtlich seiner Meßfunktion unabhängig von dem von der Waffe empfangenen Laserstrahl.but in general, if the simulator is equipped with its own laser beam transmitter, which is only through the Reception of the weapon-side laser beam is triggered. This makes the shot simulator with regard to its measuring function regardless of the laser beam received by the weapon.

Der für den Gefechtsfall vom Waffensystem erzeugte Laserstrahl hat eine hohe, augenschädigende Intensität und darf deshalb im Übungsfall nicht ausgesandt werden. Es ist deshalb zweckmäßig, die simulatorseitige Empfangseinrichtung zu verbinden mit einer Einrichtung zum Abschirmen dieses Laserstrahls. Hingegen kann der vom Schußsimulator ausgesandte Laserstrahl eine wesentlich geringere Intensität unterhalb der Augenschädigungsgrenze haben, weil er mit einem sogenannten kooperativen Ziel zusammenwirkt, das mit einem oder mehreren Retrospiegeln ausgerüstet ist, die das empfangene Licht in die Herkunftsrichtung zurücksenden.The laser beam generated by the weapon system in the event of a battle has a high, eye-damaging intensity and must therefore not be sent out during exercise. It It is therefore advisable to connect the simulator-side receiving device to a device for shielding this laser beam. On the other hand, the laser beam emitted by the shot simulator can be a significant factor have lower intensity below the eye damage limit, because he is with a so-called cooperative goal cooperates, which is equipped with one or more retro mirrors that the received light in the direction of origin send back.

In manchen Fällen, beispielsweise beim Üben des Notbetriebs, ist es nicht erforderlich oder erwünscht, waffenseitige Komponenten nach Auslösung des simulierten Schusses am Meßvorgang zu beteiligen. In anderen Fällen kann es jedoch zweckmäßig sein, die Funktion des Waffensystems mit Ausnahme des eigentlichen Schusses voll beizubehalten, insbesondere die Funktion des waffenseitigen Entfernungsmessers. Zu diesem Zweck kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß das von dem Schußsimulator empfangene Entfernungsmeß-Echosignal dem waffenseitigen Entfernungsmeß-Laserempfanger übermittelbar ist. Einer direkten Weiterleitung des von dem Simulator empfangenen Laserstrahlechos ist im allgemeinen eine indirekte Übermittlung vorzuziehen, insbesondere mittels einer vom Empfang des Entfernungsmeßechos auslösbaren Einrichtung zum Erzeugen einer waffenseitig empfangbaren Laserstrahlung.In some cases, for example when practicing emergency operation, it is not necessary or desirable to add components to the weapon after the simulated shot has been triggered Participate in the measurement process. In other cases, however, it may be useful to use the function of the weapon system With the exception of the actual shot to be fully retained, in particular the function of the rangefinder on the weapon. For this purpose it can be provided according to the invention that the range-measuring echo signal received by the shot simulator can be transmitted to the rangefinder laser receiver on the weapon. A direct forwarding of the laser beam echo received by the simulator, an indirect transmission is generally preferable, in particular by means of a device for generating a laser radiation that can be received by the weapon.

Da die Genauigkeit der Vermessung abhängig von der Divergenz des zur Messung benutzten Laserstrahls ist, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß eine entfernungskompensierende Optik verwendet wird, die die Divergenz des Strahls jeweils so einstellt, daß er im Zielbereich eine bestimmte, optimale Querschnittsgröße besitzt. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß er im Zielbereich ein Querschnittsmaß von 4 χ 4 m, unabhängig von der jeweiligen Zielentfernung, aufweist. Der Begriff Laserstrahl soll in diesem Zusammenhang auch ein Strahlbündel oder eine Strahlmatrix umfassen, die durch abtastende Bewegung eines einzelnen Strahls oder durch Zusammensetzung aus einer Mehrzahl von Einzelstrahlen zustande kommt.Since the accuracy of the measurement depends on the divergence of the laser beam used for the measurement, be provided according to the invention that a distance-compensating Optics is used, which adjusts the divergence of the beam so that it is in the target area has a certain, optimal cross-sectional size. For example, it can be provided that he enters the target area Cross-sectional dimension of 4 χ 4 m, regardless of the respective target distance. The term laser beam should be used in this context also include a beam or a beam matrix, which by scanning movement of an individual Ray or by combining a plurality of individual rays.

Zweckmäßigerweise ist der Schußsimulator gegenüber der Waffe um den Aufsatzwinkel korrigierbar, um die der ballistischen Bahnkrümmung entsprechende Überhöhung der Rohrseelenachse gegenüber der Ziellinie auszugleichen.Appropriately, the shot simulator is opposite to the Weapon can be corrected by the angle of the attachment, by the superelevation corresponding to the ballistic path curvature Compensate pipe core axis opposite the finish line.

_ Cf __ Cf _

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, deren einzige Figur einen schematischen Längsschnitt zeigt.The invention is described in more detail below with reference Explained on the drawing, the single figure shows a schematic longitudinal section.

Die Feuerblende 1 enthält die Richtoptik 7, deren Bewegung um die Achse 8 sich über die Verbindung dem ebenfalls in der Feuerblende enthaltenen Laser'-Entfernungsmeßgerät 10 mitteilt, das für die Entfernungsmessung im Gefechtsfalle bestimmt ist und einen Lasersender 11 und einen Enfernungsmeßempfanger 12 enthält, die in üblicher Weise mit dem Trigger 13 und der bei lediglich allgemein angedeuteten Waffenrichtanlage verbunden ist.The fire screen 1 contains the directional optics 7, their movement around the axis 8 via the connection to the laser distance measuring device, which is also contained in the fire screen 10 communicates, which is intended for distance measurement in the event of a battle and contains a laser transmitter 11 and a distance measuring receiver 12, the usual way with the trigger 13 and the at only generally indicated weapon straightening system is connected.

Der Feuerblende 1 ist der Schußsimulator vorgesetzt, der aus den miteinander fest verflanschten Moduln 15 bis zusammengesetzt und mit der Feuerblende einerseits über das Gelenk 21 verbunden und andererseitsThe fire mask 1 is set in front of the shot simulator, which consists of the modules 15 to 15 which are firmly flanged to one another assembled and connected to the fire screen on the one hand via the joint 21 and on the other hand

daran abgestützt ist durch den Stützzapfen 22, der mittels des Motors 23 zur Kompensation des Aufsatzwinkels (Superelevation) verstellbar ist.is supported thereon by the support pin 22, which means of the motor 23 is adjustable to compensate for the attachment angle (superelevation).

Modul 15 des Simulators enthält ein Element 24 zum Absorbieren des von dem Gerät 10 nach Betätigung des Triggers 13 erzeugten, für Übungszwecke zu intensiven Laserstrahls, das in der Art eines Balgs angedeutet ist, aber beliebige für den angegebenen Zweck geeignete Natur haben kann.Module 15 of the simulator contains an element 24 for absorbing of the generated by the device 10 after actuation of the trigger 13, too intense for exercise purposes Laser beam which is indicated in the manner of a bellows, but of any nature suitable for the stated purpose may have.

Modul 16 des Schußsimulators enthält einen für Übungszwecke ausreichenden Laserstrahler 26, der über das Organ 27 von dem durch das Lasergerät 10 erzeugten Laser-Module 16 of the shot simulator contains one for training purposes sufficient laser emitter 26, which via the organ 27 from the laser generated by the laser device 10

-JSr--JSr-

■β-■ β-

strahl auslösbar ist. Der so erzeugte Laserstrahl durchläuft zunächst eine Variooptik 28, die - selbsttätig gesteuert von der Entfernungsmessung - die Divergenz des Laserstrahls bzw. Strahlbündels derart einstellt, daß dessen Querschnitt stets oder wenigstens innerhalb eines wesentlichen Entfernungsbereichs in der Zielebene eine vorbestimmte Größe hat. Zu diesem Zweck ist die Stellung der beiden Glieder der Optik 28 längs der optischen Achse durch eine Gewindespindel 29 bestimmt, die mittels des Motors 30 abhängig von einem von der Entfernungsmeßeinheit 31 ausgehenden Signal steuerbar ist.beam can be triggered. The laser beam generated in this way first passes through a vario optics 28, which - automatically controlled by the distance measurement - adjusts the divergence of the laser beam or beam in such a way that its cross-section always or at least within a substantial distance range in the target plane has a predetermined size. For this purpose, the position of the two members of the optic 28 is along the optical axis determined by a threaded spindle 29, which by means of the motor 30 depending on one of the distance measuring unit 31 outgoing signal is controllable.

Der Laserstrahl durchläuft ferner die Optik 32, die mittels der Motoren 33, 34 um zwei zueinander senkrecht stehende Achsen derart verstellbar ist, daß die Achse des ausgehenden Laserstrahls im Winkel verstellbar ist, nämlich zur Ausführung einer Such- und/oder Folgefunktion.The laser beam also passes through the optics 32, which by means of the motors 33, 34 are perpendicular to one another by two standing axes is adjustable in such a way that the axis of the outgoing laser beam is adjustable in angle, namely to carry out a search and / or follow-up function.

Die beschriebene Optik dient auch dem Empfang des vom zielseitigen Retroreflektor zurückgesandten Signals, das über einen Strahlenteiler der Enfernungsmeßeinheit 31 zugeführt ist, die die in dem Simulator benötigten Entfernungsmeßdaten liefert, u.a. für die Verstellung der Variooptik 28 sowie gewünschtenfalls für die Kompensation der Superelevation des Simulators gegenüber der Waffe (Feuerblende 1), um zu gewährleisten, daß der Laserstrahl trotz der ballistisch bedingten Rohrüberhöhung auf das Ziel gerichtet sein kann. Außerdem veranlaßt die Entfernungsmeßeinheit 31 sofort beim Eingang des Laserechos die Zündung einer Diode 35, deren Lichtsignal über das Prisma 36 dem Entfernungsmeßempfänger 12 des Lasergeräts 10 zugeleitet wird. Auf diese Weise erhält auch dasThe optics described also serve to receive the signal sent back by the target-side retroreflector, the is fed via a beam splitter to the distance measuring unit 31, the distance measuring data required in the simulator supplies, among other things, for the adjustment of the vario optics 28 and, if desired, for the compensation the superelevation of the simulator in relation to the weapon (fire screen 1) to ensure that the laser beam can be aimed at the target in spite of the ballistic-related pipe elevation. In addition, the distance measuring unit takes action 31 immediately upon receipt of the laser echo the ignition of a diode 35, the light signal of which is transmitted via the Prism 36 is fed to the distance measuring receiver 12 of the laser device 10. That way, that too gets

Waffensystem, insbesondere der Rechner der Waffenrichtanlage 14, die erforderlichen Entfernungsmeßdaten, so daß das Waffensystem so benutzt werden kann, als sei der Schußsimulator nicht vorhanden.Weapon system, especially the computer of the weapon aiming system 14, the necessary ranging data so that the weapon system can be used as if it were Shot simulator not available.

Die Entfernungsmeßeinheit 31 des Simulators ist nur kurzzeitig bei Beginn des Übungsvorgangs eingeschaltet, nämlich für die Entfernungsmessung. Wenn nachfolgend der Laser im Rahmen des Simulationsvorgangs für andere Zwecke benutzt wird, nämlich für die Vermessung des Zielorts, ist sie zweckmäßigerweise abgeschaltet, um nicht zu Fehlsignalen zu führen.The distance measuring unit 31 of the simulator is only switched on briefly at the beginning of the exercise process, namely for distance measurement. If the laser is subsequently used for other purposes as part of the simulation process is used, namely for the measurement of the target location, it is expediently switched off so as not to Lead to false signals.

Modul 18 des Schußsimulators ist der Richtoptik 7 vorgeschaltet und enthält einen sehr dünnen Strahlenteiler 40, dessen Bedampfung zweckmäßigerweise so gewählt ist, daß das von außen eingehende Licht im sichtbaren Spektralbereich praktisch nicht reflektiert wird und der Spiegel in der Richtoptik daher nicht wahrgenommen wird. Die normale Funktion der Richtoptik wird daher durch den Schußsimulator nicht beeinträchtigt. Reflektiert wird hingegen der Infrarotbereich des verwendeten Laserlichts, und zwar wird dies dem Objektiv 41 einer im Modul 17 enthaltenen TV-Kamera 42 zugeführt.Module 18 of the shot simulator is connected upstream of the directional optics 7 and contains a very thin beam splitter 40, the vaporization of which is expediently chosen so that the light entering from the outside is in the visible spectral range is practically not reflected and the mirror is therefore not perceived in the directional optics. the normal function of the directional optics is therefore not impaired by the shot simulator. Is reflected on the other hand, the infrared range of the laser light used, and this becomes the objective 41 in module 17 included TV camera 42 supplied.

Im Modul 19 befindet sich ein TV-Monitor 43, dessen Bild über die Rückseite des Strahlenteilers 40 in die Richtoptik 7 eingespiegelt wird. Der Schütze nimmt daher innerhalb des von ihm unmittelbar durch die Richtoptik wahrgenommenen Zielbildes auch die auf dem Monitor 43 erscheinenden Zeichen wahr.In module 19 there is a TV monitor 43, the image of which is transferred to the directional optics via the rear of the beam splitter 40 7 is reflected. The shooter therefore takes within the of him directly through the directional optics perceived target image, the characters appearing on the monitor 43 are also true.

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Dem Monitor 43 ist ein Speicher 44 und ein Symbolgenerator 45 für Symbol- oder Phantombilder sowie ein Rechner 46 zugeordnet.The monitor 43 has a memory 44 and a symbol generator 45 for symbol or phantom images and a computer 46 assigned.

Bei Beginn des Übungsvorgangs findet zunächst die Entfernungsmessung statt mit nachfolgender Einstellung der Variooptik 28. Im automatischen Betrieb des Waffensystems wird auch die Superelevation der Waffe von der Waffenrichtanlage eingestellt. Da für den Schußsimulator lediglich die Ziellinie von Belang ist, wird die Superelevation bei dem Schußsimulator wieder kompensiert durch Verstellung des Stützzapfens 22. Wenn die Superelevation kleiner ist als der halbe Divergenzwinkel des Laserstrahls, kann gegebenenfalls darauf verzichtet werden, weil die Beleuchtung des Ziels auch ohne eine solche Kompensation gewährleistet ist. Selbstverständlich muß die Superelevation dann bei der Vermessung der Zielposition berücksichtigt werden. Wichtig ist jedenfalls, daß der im Modul 16 erzeugte und empfangene Laserstrahl auf das Ziel gerichtet bleibt bzw. bei abtastender Funktion das Ziel überstreicht, um die Position des Ziels in bezug auf die Trefferposition feststellen zu können.At the beginning of the exercise process, the distance measurement takes place first instead of the following setting of the vario optics 28. In the automatic operation of the weapon system the superelevation of the weapon is also stopped by the weapon aiming system. As for the shot simulator only the target line is important, the superelevation in the shot simulator is again compensated for by adjustment of the support pin 22. If the superelevation is smaller than half the divergence angle of the laser beam, can If necessary, it can be dispensed with because the illumination of the target even without such compensation is guaranteed. Of course, the superelevation must then be taken into account when measuring the target position will. In any case, it is important that the laser beam generated and received in module 16 is aimed at the The target remains directed or, in the case of the scanning function, sweeps the target in relation to the position of the target to be able to determine the hit position.

Das daraus resultierende Signal gibt den Richtfehler an und wird benutzt zur Steuerung des Monitorbildes in solcher Weise, daß der Schütze in der Richtoptik das vermeintliche Aufblitzen des Treffers an derjenigen Stelle des in der Richtoptik beobachteten Bildes wahrnimmt, an der der Auftreffpunkt des Geschosses (bezogen auf die Zielebene) liegen würde.The resulting signal indicates the alignment error and is used to control the monitor image in in such a way that the shooter in the directional optics the supposed flash of the hit at that point of the image observed in the directional optics, at which the point of impact of the projectile (based on the Target level) would lie.

Der Spiegel 40, der vor der Richtoptik als Strahlenteiler benutzt wird, kann wegklappbar sein, um das MonitorbildThe mirror 40, which is used as a beam splitter in front of the directional optics, can be folded away in order to display the monitor image

im Falle von Störungen gänzlich ausschalten zu können,to be able to switch off completely in the event of malfunctions,

Die Optiken in den Modulen 16 und 18 können unter Verwendung entsprechender Strahlenteiler ineinander integriert sein, um die Achsenversetzung zu vermeiden.The optics in modules 16 and 18 can be used under Use appropriate beam splitters to be integrated into one another in order to avoid the axis offset.

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Claims

Precitronic D / GK shot simulator for practicing aiming with a firearm

1. Shot simulator for practicing aiming with a laser rangefinder having a firearm, the one on the transmission and reception of electromagnetic radiation based device for surveying a cooperative target comprises / characterized in that the shot simulator set up for the immediate reception of the laser beam emanating from the weapon and thereby its measurement process can be triggered.

2. Shot simulator according to claim 1, characterized in that it is equipped with its own laser beam transmitter.

3. shot simulator according to claim 1 or 2, characterized in that it has a device for shielding the of the Includes weapon emanating laser beam.

4. Shot simulator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the distance measuring echo signal received by it the distance measuring laser receiver on the weapon side can be transmitted.

5. Shot simulator according to claim 4, characterized in that it can be triggered by the receipt of the distance measurement echo Device for generating laser radiation that can be received by the weapon includes.

6. Shot simulator according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the laser beam transmitter (16) has a distance-compensating, the cross-sectional size of the laser beam comprises optics (28) which keep essentially constant.

7. shot simulator according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is on the fire shield of a gun is attachable.

8. Shot simulator according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that its elevation relative to the weapon can be corrected by the tube elevation.