DE4033268A1

DE4033268A1 - Schiesssimulationsverfahren und vorrichtung zu seiner durchfuehrung

Info

Publication number: DE4033268A1
Application number: DE19904033268
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Siebecker
Original assignee: Eltro GmbH and Co
Current assignee: Eltro GmbH and Co
Priority date: 1990-10-19
Filing date: 1990-10-19
Publication date: 1992-04-23
Also published as: DE4033268C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Schießsimulationsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung.

Eine solche Vorrichtung ist z. B. der DE 35 04 579 C2 zu entnehmen, ohne daß eine genauere Angabe darüber gemacht wird, ob und gegebenenfalls wie der Aufsatzwinkel des echten Geschosses bei der Simulation durch Laser licht berücksichtigt wird.

Aus DE 31 14 000 C2 und DE 32 29 298 A1 sind sodann ähnliche Verfahren und Vorrichtungen generell für ballistische Waffen bekannt, bei denen Aufsatz- und Vorhaltewinkel von einem Feuerleitrechner ermittelt werden, um mit den selben automatisch die Waffen einzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schießsimulator für Handfeuerwaffen, überwiegend Gewehre, zu entwickeln, der die Flugbahn eines Geschosses so simuliert, als ob das Geschoß auf die Zielscheibe zufliegen würde und da bei die gleiche Flugbahn wie das richtige Geschoß hätte, das aus dem Ge wehr verschossen wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kenn zeichnungsmerkmale des Anspruchs 1 gelöst. Auf diese Weise läßt sich der Aufsatzwinkel je nach Bedarf sowohl auf einfachste Art durch vorausgehendes Abschätzen der Entfernung oder aber automatisiert mittels Laserentfernungs messer und computergespeicherter Flugbahn ermitteln.

Im folgenden wird an Hand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung näher erläutert, wobei die in den einzelnen Figuren einander ent sprechenden Teile dieselben Bezugszahlen aufweisen. Es zeigt

Fig. 1 einen gewehrförmigen Schießsimulator mit Lasersender und Umlenkspiegel-Visiereinheit im Gewehrschaft,

Fig. 2a die Umlenkspiegel-Visiereinheit gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab für sich herausgezeichnet,

Fig. 2b die Umlenkspiegel-Visiereinheit der Fig. 2a in einer Seitenansicht gemäß Pfeilrichtung und

Fig. 3 die Umlenk-Visiereinheit mit einer Verstellmöglich keit für den die Strahlung auskoppelnden Spiegel.

Scharfschützengewehre mit hoher Präzision und entsprechend angepaßter Munition ermöglichen es dem Schützen, auf große Entfernungen kleine Ziele im Zentrum zu treffen. Die Trefferausbeute hängt dann nur von der Zielgenauigkeit des Schützen ab. Dabei muß der Schütze berücksichtigen, daß das Geschoß trotz seiner hohen Beschleunigung durch sein Gewicht und seine Schwerpunktlage eine nach unten hin gekrümmte Flugbahn beschreibt, die in Abhängigkeit von der Entfernung von der durch die Sichtlinie des Schützen vorgegebenen, geraden Flugbahn abweicht. Diese Flugbahnabweichung korrigiert der Schütze, indem er sein Visier auf eine "geschätzte" Entfer nung einstellt.

Beim Schießen auf dem Schießstand ist die Zielscheibenentfernung genau bekannt oder durch die Art des Wettkampfes vorgegeben, und der Schütze hat sein Gewehr auf diese Entfernung eingeschossen und kennt den richti gen Aufsatzwinkel, mit dem er bei genauem Anvisieren das Zentrum der Ziel scheibe treffen wird.

Kritisch ist die Situation, wenn der Schütze ohne Kenntnis der Zielent fernung eine mehr oder weniger genaue Abschätzung macht und sich bei einem Zielobjekt im Wettbewerb nicht einschießen kann, um die gewünschte Trefferwahrscheinlichkeit zu erreichen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher ein hinsichtlich Form, Gewicht und Schwerpunktslage einem herkömmlichen Gewehr angepaßter Simulator vor geschlagen, der in seinem Schaft 1 anstelle von Munition einen über den Batteriesatz 2 gespeisten Lasersender 3 aufweist. Es kann dies ein Raman- Laser von 1,54 µm Wellenlänge, ein Halbleiterlaser hoher Pulsfolgefrequenz oberhalb 1,54 µm Wellenlänge oder ein CO₂-Impulslaser von 10,6 µm Wellen länge sein. Über die Fokussieroptik 4 wird der Laserstrahl, dessen Durch messer etwa dem Kaliber des simulierten Geschosses entspricht, scharf ge bündelt. Da ein solcher Laserstrahl eine exakt gerade Flugbahn besitzt, verhält er sich anders als das Geschoß, das eine gestreckte, parabolische Flugbahn beschreibt und daher von dem Schützen, je nach Entfernung, den richtigen Aufsatzwinkel fordert.

Ohne zusätzliche Maßnahmen würde also der Schütze mit dem "Lasergewehr" ohne Aufsatzwinkel viel besser schießen, weil der Laserstrahl eine gerade Flug bahn beschreibt und keinen Aufsatzwinkel benötigt, um den Lichtimpuls in den Scheibenmittelpunkt zu lenken.

Man muß daher bei dem Simulator Maßnahmen treffen, damit der Schütze im Schießstand den gleichen Aufsatzwinkel wählt wie bei dem mit der Schwer kraft behafteten Geschoß: Aus dieser Erwägung heraus muß der Schütze die Zielscheibenentfernung schätzen und aus der ihm bekannten Flugbahn des wirklichen Geschosses den Aufsatzwinkel ermitteln, den er braucht, um das Zentrum der Zielscheibe zu treffen. Dabei kann er sich natürlich verschätzen. Nach dem Einschießen aber wird er immer wieder den richtigen Aufsatzwinkel wählen, um ins Zentrum zu treffen.

Beim Übungsschießen mit einem Schußsimulator, der aus einem augensicheren Pulslaser besteht, wird dieser Schußsimulator über die Umlenkspiegel-Visier einheit 5 auf die Zielscheibe ausgerichtet und damit die Entfernung des Schützenvisiers von der Zielscheibe überschlägig ermittelt. Aus dieser Ent fernungsangabe und der gegebenenfalls in einem Computer gespeicherten Flugbahn des zu simulierenden Geschosses kann der erforderliche Aufsatzwinkel be rechnet werden, den der Schütze wählen muß, wenn das Geschoß ins Scheiben zentrum treffen soll. Über den Abschußbügel 7 betätigt er den elektro nischen Schalter 6 für die Auslösung des Laserimpulses.

Die Umlenkspiegel-Visiereinheit 5 ist in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab für sich herausgezeichnet. Sie besteht aus den zwei Spiegeln 5′ und 5′′, die im Normalfall in dem Rahmen 14 zueinander parallel verlaufend gehal tert sind und den Strahlengang um zweimal 90° umlenken. Beide Spiegel können fest oder nur der in Strahlendurchtrittsrichtung erste Spiegel 5′ fest und Spiegel 5′′ um die Achse 12, die Rahmen 14 und Gewehrschaft 1 horizontal durchspannt, verschwenkbar gelagert sein. Wie Fig. 3 veranschau licht, kann in letzterem Fall auf die Achse 12 ein Rändelrad 13 befestigt sein, das an seinem Umfang eine Teilung aufweist. Durch Verdrehen des Rädchens und damit bewirktem Verschwenken von Spiegel 5′′ läßt sich der Teilung entsprechend die Entfernung des Laserschusses einstellen. Mit anderen Worten: Unmittelbar vor Schießbetätigung läßt sich auf diese Weise der Laser um den ermittelten Betrag nach unten schwenken. Der Laseraustritt ist hierbei mit der Bezugszahl 9, die Kimme mit 10 und das Korn mit 11 be zeichnet.

Bei einem anderen, aufwendigeren und zeichnerisch nicht erfaßten Ausführungs beispiel kann anstelle des Lasersenders 2 auch ein kompletter Laserentfer nungsmesser im Gewehrschaft 1 eingebaut sein bzw. für die Ermittlung der Entfernung Verwendung finden.

Da die Geschoßflugbahn bei der Simulationsvorrichtung durch einen geraden Laserstrahl simuliert wird, der den Treffpunkt des "Geschosses" auf der Zielscheibe anzeigt, muß der Abstand zum Ziel entweder geschätzt oder mit dem Laserentfernungsmesser im Visier gemessen und aus der Zielentfernung der errechneten, parabolischen Flugbahn der Aufsatzwinkel ermittelt werden, der erforderlich wäre, um bei der vorgegebenen "Geschoßflugbahn" den Laserim puls ins Zentrum der Zielscheibe zu steuern. Dann ergeben sich automatisch die Abweichungen des Laserlichtpunktes vom Zentrum der "elektronischen Schießscheibe" als Richtfehler des Schützen.

Verfahren und Vorrichtung können wesentlich vereinfacht werden, wenn man feste Zielscheibenentfernungen wählt und den Aufsatzwinkel des Lasers fest einstellt.

Da der Laserimpuls relativ niedrige Leistungsdichten hat, sind für die Trefferanzeige normale Schießscheiben nicht sonderlich geeignet. Der er findungsgemäße Vorschlag sieht daher eine Zielscheibe vor, die aus einem Mosaik oder einer runden Scheibe photoelektrischer Sensoren besteht, die geringe Abmessungen haben und so mosaikartig aufgebaut sind, daß der Licht impuls nur eine begrenzte Anzahl von Detektoren aktiviert und eine Schaltung vorhanden ist, die den Schwerpunkt der auftreffenden Laserstrahlung mit aus reichender Genauigkeit darstellt bzw. vermißt. Aber auch eine Spezialfolie ist als Zielscheibe denkbar, die an der Stelle der Bestrahlung mit Laser licht ihre Transparenz und/oder Farbe ändert.

Claims

1. Schießsimulationsverfahren mit einem nach Art eines Gewehres ausge bildeten Simulator, der mit einem Lasersender ausgerüstet ist, dessen verstellbarer Strahlengang auf ein Zielscheibenzentrum abgestrahlt wird und dort im Trefferfall einen Lichtfleck erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein augensicherer Laser (3) verwendet wird, dessen Strahl-Durchmesser in etwa demjenigen des zu simulierenden Geschosses entspricht,
b) die Zielentfernung abgeschätzt oder mit einem Laserentfernungsmesser gemessen wird,
c) aus der durch Abschätzung oder exakte Messung - gegebenenfalls unter Zuhilfenahme der in einem Computer gespeicherten vorgegebenen Flugbahn des gedachten Geschosses - für den gewichtslosen, geraden Laserstrahl der entsprechende Neigungs- oder Aufsatzwinkel gegenüber der Seelenachse des Gewehrlaufes (8) ermittelt wird und
d) der Laser (3) innerhalb des Gewehrlaufes (8) unmittelbar vor Schieß betätigung über eine in seinem Strahlengang installierte Umlenk spiegel-Visiereinheit (5) um den errechneten Betrag schräg nach unten gerichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielentfernung mittels eines hochpulsierenden Laserentfernungs messers ermittelt, mit dem vom Schützen geschätzten Wert verglichen und auf diese Weise der Zielfehler des Schützen errechnet sowie bei der Trefferanzeige direkt als Ablage vom Scheibenzentrum angezeigt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Simulator hinsichtlich Form, Gewicht und Schwerpunktslage einem Gewehr angepaßt ist und in seinem Schaft (1) anstelle von Munition einen Lasersender (2, 3) mit Fokussieroptik (4), der Umlenkspiegel-Visiereinheit (5) zum Ausrichten auf die Zielscheibe und einen über den Abschußbügel (7) betätigbaren elektronischen Schalter (6) für die Auslösung des Laserimpulses ent hält.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkspiegel-Visiereinheit (5) aus zwei im Normalfall zueinander parallelen, den Laserstrahl um jeweils 90° umlenkenden Spiegeln (5′; 5′′) besteht, von denen der in Strahlendurchtrittsrichtung zweite Spiegel (5′′) - zwecks Neigung der Laserachse - aus seiner Parallelität heraus verstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spiegel (5′′) auf einer den Gewehrschaft (1) horizontal durch spannenden und mit einem Rändelrad (13) versehenen Drehachse (12) zen trisch befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rändelrad (13) mit einer der Entfernung des Laserschusses ent sprechenden Teilung versehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Lasersender (2, 3) ein Raman-Laser von 1,54 µm Wellenlänge, ein Halbleiterlaser hoher Pulsfolgefrequenz ober halb von 1,54 µm Wellenlänge oder ein CO₂-Impulslaser von 10,6 µm Wellenlänge ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zielscheibe aus einer Folie besteht, die an der Stelle der Bestrahlung mittels Laserlicht ihre Transparenz und/oder Farbe wechselt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielscheibe aus fotoelektrischen Sensoren geringer Abmessungen mosaikartig zusammengesetzt ist sowie eine Schaltung und eine Anzeige für den jeweiligen Schwerpunkt der auftreffenden Laserstrahlung vorge sehen sind.