DE4111935C2 - - Google Patents
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- DE4111935C2 DE4111935C2 DE19914111935 DE4111935A DE4111935C2 DE 4111935 C2 DE4111935 C2 DE 4111935C2 DE 19914111935 DE19914111935 DE 19914111935 DE 4111935 A DE4111935 A DE 4111935A DE 4111935 C2 DE4111935 C2 DE 4111935C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
- F41G3/00—Aiming or laying means
- F41G3/26—Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying
- F41G3/2616—Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying using a light emitting device
- F41G3/2622—Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying using a light emitting device for simulating the firing of a gun or the trajectory of a projectile
- F41G3/2644—Displaying the trajectory or the impact point of a simulated projectile in the gunner's sight
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um die zu erwartenden
Trefferablagen, die mit einer Rohrwaffe gegen ein
bewegtes Ziel zu jedem beliebigen Zeitpunkt erreichbar sind,
permanent im Visier des Schützen sichtbar zu machen, und
zwar bezogen auf die Visierlinie und die Gegnerposition.
Das Bekämpfen bewegter Ziele (z. B. Panzer, Hubschrauber,
Flugzeuge) mittels Rohrwaffen enthält das prinzipielle
Problem, daß der Schütze die Position des Zieles im drei
dimensionalen Raum zwar im Moment des Geschoßabgangs kennt,
nicht aber die Ablage des Geschoßdurchtrittspunktes durch
die Zielebene vom Ziel. Der Grund hierfür liegt in der
Geschoßflugzeit, die mehrere Sekunden betragen kann, und
der Bewegung des Zieles in dieser Zeitspanne. Diese Ab
lage läßt sich durch Zielbahnextrapolation und Vorhalt
berechnungen vermindern, besonders bei geradlinigen, un
beschleunigten Zielbewegungen. Für den allgemeinen Fall
ungeradliniger Zielbahnkurven mit Zielbeschleunigung oder
-verzögerung hat der Richtschütze keine Informationen dar
über, wie ein Schuß relativ zum Ziel in jedem beliebigen
Zeitpunkt der Zielverfolgung liegen würde. Mit diesem
Wissen könnte er seine Erfolgsaussichten jedoch erheblich
besser abschätzen.
Der Stand der Technik ist durch die schon erwähnten Vor
haltberechnungen gekennzeichnet, die z. T. auch Kurven
bewegungen des Zieles oder Beschleunigungen berücksich
tigen. So beschreibt die DE-AS 21 18 508 eine Einrichtung,
mittels der der Auftreffpunkt eines Luft-Boden-Geschosses,
das aus einem ungeradlinig fliegenden Flugzeug abgefeuert
wird, auf einem Display dargestellt wird. Eine unmittelbare
Vergleichbarkeit ist nicht gegeben, weil die Ablage
dort nicht von den - unbekannten - Zielbewegungen verursacht
wird. Im Visierbild angezeigte Trefferwahrscheinlichkeiten
sind erst vereinzelt bekannt, wobei bisher die
Ablagen aber nur auf die eigene Visierlinie und nicht auf
das Ziel bezogen sind und wo der Fehleranteil infolge
beschleunigter Zielbewegungen nicht erfaßt ist. Ein Beispiel
hierfür ist in der US 44 04 890 beschrieben, wobei
dort wegen der gegenüber Flugzielen vergleichsweise sehr
viel langsameren Bewegungsabläufe der Panzerziele und der
kürzeren Bekämpfungsdistanzen und Geschoßflugzeiten andere
Problemstellungen auftreten.
Ziel der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung bereitzustellen,
die einem Richtschützen zu jedem Zeitpunkt im
Visier die zu erwartende Trefferlage eines Geschosses oder
einer Salve in der Zielebene aufzeigt, vorausgesetzt, er
hätte um die Zeitspanne der Geschoßflugzeit vorher geschossen.
Die Trefferablage ergibt sich aus der Position des
Zieles zum Zeitpunkt des Geschoßdurchtritts durch die Zielebene.
Zunächst wird das Schießen aus dem Stand auf ein
bewegtes Ziel dargestellt, bei dem das Visiergerät beim
Richten nur Drehbewegungen ausführt. Die Erweiterung auf
Bekämpfungsvorgänge aus der Fahrt wird später erläutert.
Beim Berechnen der Treffwahrscheinlichkeit von Rohrwaffen
gegen bewegte Ziele sind vielfältige Fehlereinflüsse mit
z. B. komplizierten gegenseitigen Abhängigkeiten zu berück
sichtigen. Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Problem
lösung genügt jedoch eine vereinfachte Behandlung des
Fehlerhaushaltes, so bleibt z. B. neben anderem die ballistische
Streuung unberücksichtigt. Der Richtschütze hält
das Fadenkreuz der Richtschützenoptik 5, auf dem sich (im
allgemeinsten Fall ungleichförmig) bewegenden Ziel, womit
die zugehörigen Vorhaltewerte für Azimut und Elevation
sowie die Entfernungswerte und damit die Geschoßflugzeit
aus dem Feuerleitsystem 1 abzugreifen sind. Aus diesen
Werten wird durch einen Rechner 2 berechnet und in der
Richtschützenoptik 5 durch einen kleinen z. B. mittels Kathodenstrahlröhre
3 erzeugten Lichtblitz dargestellt, wo
das Geschoß die Zielebene nach Ablauf der Geschoßflugzeit
durchdringen wird (Fig. 1). Bei relativ langsamen Objekten
genügt es, die Zielebene als jene Ebene zu definieren,
die senkrecht auf der Visierlinie VL steht und in der sich
das Ziel zum Moment des Geschoßdurchtritts befindet, womit die
Entfernung Schütze/Zielebene bestimmt ist.
Da die Visierlinie VL während der Geschoßflugzeit weiter dem
Ziel nachgeführt wird, muß die Trefferlage eines jeden Ge
schosses permanent entsprechend den Richtbewegungen laufend
im Bild verschoben werden. Das Visierbild ändert sich stän
dig entsprechend den Nachführbewegungen der Visierlinie VL,
ein einmal abgegebenes Geschoß dagegen bleibt, solange es
unterwegs ist, auf einen festen Bildhintergrund bezogen.
Wird das Visiergerät mit einer Winkelgeschwindigkeit ωR(t)
gerichtet, so ergibt sich für einen zum Zeitpunkt t₀ unter
dem Vorhaltewinkel
ΩVO = ωR(t₀) · Δt
abgefeuerten Schuß im Visierbild nach der Geschoßflugzeit Δt
als erwarteter Winkelwert der Trefferlage
Für den Sonderfall der konstanten Richtgeschwindigkeit
ωR≡ωR(t₀) ist ΩT=0, d. h. der eingeblendete Trefferblitz
liegt dann genau auf der Visierlinie. Ein Ziel, das sich quer
zum Beobachter mit der Winkelgeschwindigkeit ωZ(t) bewegt,
wandert während der Geschoßflugzeit Δt im Visierbild von der
Winkelposition ΩZO nach
Man sieht dann im Visierbild die simulierte Trefferablage
Diese Ablage verschwindet insbesondere dann, wenn
- - der Richtschütze ohne Zielhaltefehler abfeuert (ΩZO=0) und
- - der Vorhaltewinkel sich mit der Zielbewegung innerhalb der Geschoßflugzeit deckt, d. h. kein Vorhaltefehler vorliegt Für ωZ=const bedeutet dies, daß der Richtschütze beim Abfeuern das Ziel auch mit der korrekten Richtgeschwindigkeit ωR=ωZ verfolgen muß.
Möglich - aber unwahrscheinlich - ist das Zustandekommen einer
Ablage ΔΩ=0 allerdings auch bei nichtverschwindendem
Zielhaltefehler und Vorhaltefehler durch zufällige Kompensation
dieser beiden Fehleranteile.
Es ist möglich, den Verlauf der erwarteten Trefferlagen,
z. B. im Sekundentakt, im Visier sichtbar zu machen. Da
durch entsteht eine Art "Leuchtspur" der Trefferlagen, wo
bei der Leuchtpunkt für den jeweils aktuellen Geschoßdurch
tritt durch die Zielebene hervorgehoben werden kann, z. B.
als Trefferblitz, evtl. auch durch Vergrößerung bis zur
Größe des ballistischen Streukreises.
Ebenso ist es möglich, die Geschoßgarben einer Maschinen
kanone im Visier als Trefferlagenleuchtspur darzustellen,
wobei dann ein Leuchtpunkt für je ein Geschoß vorhanden ist.
Für Ausbildungszwecke im Simulator können beliebige Schuß
kadenzen, unabhängig von der waffentechnischen Realisier
barkeit, dargestellt werden. Im Takt der gewünschten Kadenz
wird der Leuchtspur ein neuer Leuchtpunkt zugefügt, während
der gerade durch die Zielebene gegangene nach dem Aufblit
zen gelöscht wird (Fig. 2). In Abwandlung hiervon können
die Leuchtpunkte der unterwegs befindlichen Geschosse weg
gelassen werden und jeweils nur der Lichtblitz des auf der
Zielebene auftreffenden Geschosse der Salve wird angezeigt.
Fig. 1 zeigt zwei Realisierungsmöglichkeiten für die Ein
blendung der erwarteten Trefferlagen in das Visierbild ei
nes Richtschützen. Die erste Version (mit durchgezogenen
Verbindungslinien) gilt für ein Visiergerät mit Okularein
blick. Die Feuerleitdaten (Geschoßflugzeit, Vorhaltewerte
in Azimut und Elevation) aus einem Feuerleitsystem 1 werden
hier laufend von einem Digitalrechner 2 erfaßt. Dieser be
rechnet daraus die aktuellen erwarteten Trefferkoordinaten
des Geschosses in der Zielebene und steuert damit einen
Leuchtpunkt z. B. auf einer Kathodenstrahlröhre 3, der mit
Hilfe eines halbdurchlässigen Spiegels 4 in das Sehfeld der
Richtschützenoptik 5 eingeblendet wird.
In der Fig. 1 ist ferner gestrichelt die Möglichkeit zur
Trefferlageneinblendung in eine Visierbilddarstellung auf
einem Videomonitor angedeutet, die entweder alternativ
oder parallel zur Okularbetrachtung realisiert werden kann.
Hier wird entweder direkt oder über einen Strahlenteiler 6
das Visierbild von einer Videokamera 7 aufgenommen. Das
Videosignal wird mit Hilfe einer in den Digitalrechner 2
integrierten Bildverarbeitungs-Elektronik 8 digitalisiert
und gespeichert, wobei das den ermittelten Trefferkoordina
ten entsprechende Pixel im Overlay-Bildspeicher hellgesteu
ert wird. Auf einem Monitor 9 kann der Richtschütze das Vi
sierbild mit den überlagerten Trefferlagen beobachten und
daraufhin entsprechende Richtbewegungen durchführen. Für
Ausbildungszwecke kann z. B. ein zusätzlicher Kontrollmoni
tor 10 mit Videoaufzeichnung 11 angeschlossen werden.
Soll eine Salvenlage dargestellt werden, kann z. B. je ein
Pixel den erwarteten Treffpunkt eines jeden noch im Flug
befindlichen Geschosses markieren, während das jeweils auf
die Zielebene auftreffende Geschoß durch z. B. vier Pixel
optisch hervorgehoben wird (Stern in Fig. 2).
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine Folge von Visierbildern
mit der Trefferlageneinblendung einer Geschoßsalve gegen ei
nen Hubschrauber, der aus einem gleichförmigen Querabflug
nach einer 180°-Kurve auf Gegenkurs geht.
Die bisherige Darstellung war auf das Schießen aus dem
Stand auf ein bewegtes Ziel beschränkt. Dabei brauchten für
die Transformationen der erwarteten Trefferkoordinaten in
das sich laufend ändernde Visierbild nur Drehbewegungen der
Visierlinie infolge des Richtens berücksichtigt werden, de
ren Größe von Winkelgebern am schießenden Waffensystem ab
genommen werden kann. Erfolgt der Bekämpfungsvorgang dage
gen aus der Fahrt (z. B. ein aus der Fahrt schießender Kampf
panzer), so müssen für die Trefferkoordinatentransformatio
nen in das Visierbild auch die Bewegungen des schießenden
Fahrzeugs berücksichtigt werden. Dafür benötigt man zusätz
lich über das Zeitintervall einer Geschoßflugzeit noch je
weils den 3-dimensionalen Zeitverlauf der Translations- und
Rotationsbewegungen des Fahrzeugs sowie der Winkelbewe
gungen der Visierlinie relativ zum Fahrzeug. Die erforder
liche Erfassung der inertialen Fahrzeugbewegungen ist z. B.
mit bekannten Fahrzeug-Navigationsanlagen möglich.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt vor al
lem darin, daß dem Richtschützen schnell und anschaulich
ein Gefühl für den kinematischen Vorhalt und dessen Dyna
mik, vor allem bei ungleichförmigen Zielbewegungen, antrai
niert wird, womit letzlich die Erfolgsaussichten bei Ziel
bekämpfungsvorgängen gesteigert werden.
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Darstellung von situationsspezifisch
zu erwartenden Trefferablagen von Geschossen in der
Zielebene eines bewegten Zieles, gekennzeichnet dadurch,
daß unter Nutzung der im Feuerleitsystem (1) vorhandenen
aktuellen Werte für Zielentfernung und für den
Vorhalt in Azimut und Elevation die in jedem Zeitpunkt
der Zielverfolgung erreichbare momentane Trefferablage,
bezogen auf die Visierlinie VL des Schützen und das Ziel,
von einem Rechner (2) permanent errechnet und im Visier
(5) mittels eines Leuchtpunkterzeugers (3), vorzugsweise
einer Kathodenstrahlröhre, oder auf einem Monitor (9)
sichtbar gemacht wird (Fig. 1).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,
daß die Trefferablagen von mehreren Schüssen (Salve)
gleichzeitig im Visierbild sichtbar gemacht werden, wobei
das Leuchtzeichen für jedes Geschoß bei dessen Durchtritt
durch die Zielebene verstärkt wird und anschließend
erlöscht (Fig. 2).
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet
dadurch, daß die technische Realisierung sowohl im Ausbildungssimulator
wie im Gefechtsfahrzeug erfolgt.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet
dadurch, daß die Zielverfolgungsbewegungen sowie die
zeitversetzten Trefferablagen zu Auswertungszwecken vorzugsweise
auf Videoband (11) protokolliert werden.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914111935 DE4111935A1 (de) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Verfahren und vorrichtung zur darstellung von trefferablagen im schuetzenvisier |
PCT/EP1992/000598 WO1992018824A1 (de) | 1991-04-12 | 1992-03-19 | Verfahren und vorrichtung zur darstellung von trefferablagen im schützenvisier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914111935 DE4111935A1 (de) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Verfahren und vorrichtung zur darstellung von trefferablagen im schuetzenvisier |
Publications (2)
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DE4111935A1 DE4111935A1 (de) | 1992-10-15 |
DE4111935C2 true DE4111935C2 (de) | 1993-04-29 |
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ID=6429430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19914111935 Granted DE4111935A1 (de) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Verfahren und vorrichtung zur darstellung von trefferablagen im schuetzenvisier |
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DE (1) | DE4111935A1 (de) |
WO (1) | WO1992018824A1 (de) |
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1991
- 1991-04-12 DE DE19914111935 patent/DE4111935A1/de active Granted
-
1992
- 1992-03-19 WO PCT/EP1992/000598 patent/WO1992018824A1/de unknown
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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WO1992018824A1 (de) | 1992-10-29 |
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