DE3823490C2 - Einrichtung zur selbsttätigen elektronischen Bestimmung der Trefferkoordinaten von überschallschnellen Geschossen an fliegenden Zielkörpern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen elektronischen Bestim­ mung der Trefferkoordinaten von überschallschnellen Geschossen in einer vorgegebenen Trefferebene an einem fliegenden Zielkörper.

Ein Geschoß, das sich mit Überschallgeschwindigkeit durch die Luft bewegt, führt eine Druckstoßwelle mit sich. Das Geschoß befindet sich an der Spitze dieser Druckstoßwelle, die sich nach bekannten Gesetzmäßigkeiten als "N-förmiger" Druckverlauf konisch um die Geschoßbahn ausbreitet. Die Vermessung der zeitlichen und örtlichen Ausbreitung der Geschoßstoßwelle in einem mit dem Ziel fest verbundenen Bezugssystem gestattet den rechnerischen Rückschluß auf die Koordinaten von Geschoßtreffern in einer vorgegebenen Trefferebene im Sinne von Trefferpunkten auf einer Zielscheibe.

Aus der DE-A1 36 12 352 ist eine Einrichtung zur selbsttätigen elektronischen Bestim­ mung des minimalen Abstands Geschoß/Ziel angegeben. Dazu ist die Bestimmung der räumlichen Lage der Geschoßbahn erforderlich. Die Geschoßbahn ist eindeutig bestimm­ bar, wenn das drei akustische Wandler umfassende zweidimensionale Wandlersystem durch einen vierten Wandler außerhalb der zweidimensionalen Wandlerebene erweitert wird. Letztlich sind danach für die Bestimmung des kürzesten Abstandes Geschoß/Ziel vier Wandler in räumlicher Anordnung erforderlich.

Aus der DE-A1 33 41 549 ist eine Einrichtung zur selbsttätigen elektronischen Ermittlung der Geschoßablagen bekannt. Diese Einrichtung ist demnach ebenso wie diejenige aus dem erstgenannten Dokument lediglich in der Lage, die Geschoßablage, nicht aber die Trefferkoordinaten des Geschosses in einer vorgegebenen Trefferebene anzugeben. Gemäß dem letztgenannten Dokument sind mehr als zwei Wandler am äußeren Mantelteil am Umfang des Zielkörpers angeordnet. Mindestens ein weiterer Wandler ist gegenüber den anderen Wandlern in Längsrichtung des Zielkörpers versetzt ebenfalls an dessen Umfang befestigt, so daß sich eine räumliche Anordnung der Wandler ergibt.

Ferner ist aus der DE-A1 35 28 075 eine Einrichtung zur selbsttätigen elektronischen Bestimmung der Trefferkoordinaten von überschallschnellen Geschossen in einer vorgegebenen Trefferebene bekannt, bei der die Trefferebene fest am Boden verankert ist. Diese Einrichtung ist nicht in der Lage, die Trefferkoordinaten an einem fliegenden Zielkörper anzugegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine verbesserte Meßgenauigkeit bei der Bestim­ mung der Trefferkoordinaten an einem fliegenden Zielkörper erreicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die konische Stoßwelle eines mit Überschallgeschwindig­ keit fliegenden Geschosses passiert die einzelnen elektro­ akustischen Wandler zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Die­ se Durchgangszeitpunkte sind bei vorgegebener örtlicher Anordnung der Wandler umkehrbar eindeutige Funktionen der Trefferkoordinaten des Geschosses in der vorgegebenen Trefferebene. Somit ist der rechnerische Rückschluß auf die Trefferkoordinaten aus den Ausgangssignalen der Wand­ ler eindeutig möglich und wird erfindungsgemäß in einer elektronischen Auswertungsvorrichtung vorgenommen.

Vorteilhafte Bedingungen für die Anordnung der Wandler und für das Verfahren zum Bestimmen der Geschoßbahndaten und der Trefferkoordinaten liegen für ausgezeichnete geometri­ sche Anordnungsmuster der Wandler vor. Eine solche, in konstruktiver, aerodynamischer und berechnungstechnischer Hinsicht vorteilhafte Anordnung der Wandler ist gegeben, wenn diese auf dem Zielkörper in Form des Buchstabens L oder T plaziert sind. Die Anordnung der Wandler auf ei­ ner geraden Linie läßt sich auf der Oberfläche des in der Regel gestreckten Rumpfkörpers des fliegenden Ziel­ körpers verwirklichen, während der oder die außerhalb dieser Linie angeordneten Wandler zweckmäßigerweise an den Extrempunkten des Zielkörpers, beispielsweise an den oberen bzw. unteren Kanten der Leitwerksflächen, angeordnet werden.

Auf diese Weise wird für die Erzielung einer hohen Meß­ genauigkeit die bei einem fliegenden Zielkörper größtmög­ liche akustische Meßbasis, also die Länge des Zielkör­ pers selbst, genutzt, ohne daß durch die elektroakusti­ schen Wandler die aerodynamischen Eigenschaften des Zielkörpers wesentlich verändert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der ein­ zigen Zeichnungsfigur schematisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in einer Seitenansicht einen mit aku­ stischen Wandlern versehen Flugkörper, der als fliegen­ der Zielkörper für überschallschnelle Geschosse dient.

Der Zielkörper 3 wird an einem Seil 1 auf der Zielflug­ bahn 2 durch die Luft geschleppt. Auf ihm sind sechs akustische Wandler angeordnet, und zwar fünf von ihnen, nämlich die Wandler 4, 5, 6, 7, 8, auf einer ge­ raden Linie der Rumpfoberfläche des Zielkörpers 3 und der sechste, also der Wandler 9, außerhalb dieser Linie an einem Extrempunkt des Leitwerks des Zielkörpers 3. Die sechs Wandler sind somit näherungsweise in Form des Buchstabens L angeordnet. Ein Geschoß 10 bewegt sich mit Überschallgeschwindigkeit entlang der Geschoßbahn 11 und führt dabei eine Stoßwelle 12 mit sich, die sich ko­ nisch um die Flugbahn ausbreitet. Der Trefferort 13 er­ gibt sich als Durchstoßpunkt der Geschoßflugbahn durch die von den kartesischen Koordinatenachsen 14 aufge­ spannte Trefferebene, deren Ursprung und Mittelpunkt 15 die Zielmitte ist.

Die von den Wandlern 4, 5, 6, 7, 8, 9 abgegebenen Si­ gnale werden einer nicht dargestellten elektronischen Auswertungsvorrichtung zugeführt, die aus den zeitlichen Verläufen dieser Signale auf der Grundlage bekannter geo­ metrisch-physikalischer Gesetzmäßigkeiten den Trefferort 13 und damit die Trefferkoordinaten des Geschosses 10 in der vorgegebenen Trefferebene be­ stimmt.

Claims (4)

1. Einrichtung zur selbsttätigen elektronischen Bestimmung der Trefferkoordinaten von überschallschnellen Geschossen in einer vorgegebenen Trefferebene an einem fliegenden Zielkörper,
mit wenigstens drei akustischen Wandlern (4 bis 8), die auf einer geraden Linie entlang des Rumpfes des Zielkörpers (3) angeordnet sind,
wenigstens einem außerhalb dieser Linie, am Zielkörper befindlichen akustischen Wand­ ler (9),
wobei aus den Ausgangssignalen der Wandler (4 bis 9) wenigstens die Laufzeitdifferen­ zen der an den Wandlern (4 bis 9) eintreffenden Geschoßstoßwellen entnehmbar sind, und
mit einer elektronischen Auswertungsvorrichtung, die die Trefferkoordinaten aus den Laufzeitdifferenzen der Geschoßstoßwellen bestimmt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler (4 bis 9) in der Trefferebene L-förmig angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler (4 bis 9) in der Trefferebene T-förmig angeordnet sind.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zielkörper (3) obere oder untere Leitwerksflächen aufweist und der wenigstens eine außerhalb der geraden Linie angeordnete Wandler (9) an einer Kante dieser Leitwerks­ flächen angebracht ist.