DK158855B - Skydemaal - Google Patents

Description

- i -

DK 158855 B

Den foreliggende opfindelse angår et skydemål af den i krav l's indledning angivne art.

Under visse omstændigheder kan det være ønskeligt at kende hastigheden af det projektil, som er affyret 5 mod målet. Den mest anvendte fremgangsmåde til bestem melse af denne hastighed består i, at man ved hjælp af to følere måler tidsforskellen for projektilets passage gennem to måleplaner, som er anbragt i indbyrdes afstand. Projektilets hastighed beregnes derefter ved at dividere 10 den kendte afstand mellem de to måleplaner med den målte tidsforskel.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at anvise et skydemål, hvor hastigheden af et projektil, der affyres mod målet med supersonisk hastighed, kan bestemmes 15 på simpel måde under anvendelse af en enkelt føler, der er anbragt foran og nær målet.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved den i krav 1 anviste udformning.

Skydemålet er foretrukket udformet som anvist i 20 krav 2, og en hensigtsmæssig udførelsesform er anvist i krav 3 og/eller 4.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere i forbindelse med tegningen, hvor fig. 1 viser et skydemål ifølge opfindelsen 25 set forfra, fig. 2 i større målestoksforhold et snit gennem skydemålets nederste del set fra siden, og fig. 3 anskueliggør den koniske lydbølgeud- 30 bredelse for et projektil med super sonisk hastighed.

Det i fig. log 2 viste skydemål har en frontplade 1 af gummi eller plast af en sådan karakter, at materialet lukker sammen, efter at et projektil har passeret gennem 35 pladen. Målet er også forsynet med en bagplade 2 af samme materiale. De to plader 1 og 2, som er uigennemtrængelige for lyd, er fastgjort til en perifer ramme 3, med hvilken pladerne 1 og 2 afgrænser et akustisk kam- - 2 -

DK 158855 B

mer 4. Fire mikrofoner 5 er anbragt i den nederste del af kammeret 4 for at modtage lydbølger, som frembringes, når et projektil, der er affyret mod målet, trænger ind i kammeret 4. Udbredelsen af disse lydbølger i kamme-5 ret 4 er cirkulære med centrum i projektilet. Mikrofo nerne 5 er forbundet til ikke vist udstyr, som er indrettet til at bestemme projektilets træfposition på basis af forskelle i transittid for lydbølgerne til de fire mikrofoner.

]_q I fig. 2 er vist et projektil 6 affyret mod målet samt projektilets bane 7. Projektilet 6, der er vist i det øjeblik, dets spids træder ind i kammeret 4, forudsættes at have supersonisk hastighed, og lydbølger, som udstråler fra dets spids, udbreder sig mod målet i form ]_5 af en kegle med topvinklen 2eC. De ydre lydbølger når ikke ind i kammeret 4, da de stoppes af den lyduigennemtrængelige plade 1. I kammeret 4 udbredes lydbølger, der frembringes af projektilet 6 som nævnt cirkulært med projektilet som centrum. Disse indre lydbølger når de 20 fire mikrofoner til forskellige tidspunkter, som afhæn ger af træfpositionen, og dermed af afstanden til hver mikrofon 5, og af lydhastigheden i kammeret 4. Af de forskellige transittider og nedennævnte udtryk (I) kan træfpositionen som allerede nævnt bestemmes af det til 25 mikrofonerne 5 forbundne udstyr. Træfpositionen regi streres, og markøren får en indikation på en skærm eller en strimmel.

Antages træfpositionens koordinater i et koordinatsystem som vist i fig. 1 at være (x,y), medens de fire 30 mikrofoners 5 koordinater er (χ^,γ^), (X2fy2)/ ^χ3'^3^ og > gælder følgende udtryk: \f(x-x.^2 + (y-y^2 = v (tj+t ) (I) hvor i = 1,2,3,4, v er lydens hastighed i kammeret 4, t er transittiden for lydbølgerne fra træfpositionen (x,y) til den nærmeste af mikrofonerne, og t.+t er transit- ^10 1 tiden fra træfpunktet (x,y) til hver mikrofon. Udtrykket

DK 158855 B

- 3 - CD rummer således fire ligninger med fire ubekendte, nemlig x, y, t og v. Træfpositionen (x,y) og den aktuelle lydhastighed i kammeret 4 kan således bestemmes.

I fig. 3 er anskueliggjort den koniske lydudbredelse 5 for projektilet 6 foran målet. Den supersoniske hastig hed er angivet med p, og bølgeudbredelseshastigheden parallelt med målets plan er angivet med w. Det antages, at samme lydhastighed v optræder i det akustiske kammer 4 og uden. for målet. Da lydhastigheden i luft i det væ-XO sentlige kun afhænger af temperaturen og i praksis er uafhængig af lufttryk, lufttæthed og luftfugtighed, antages det, at samme temperatur råder i kammeret 4 og uden for målet. Målet er forsynet med midler til at opretholde en temperatur inde i det akustiske kammer 4, 15 som er lig med lufttemperaturen i målets omgivelser.

Disse midler er ved den viste udførelsesform ventilationshuller 8 i rammen 3.

Mellem hastighederne p, w og v gælder følgende udtryk: P = - (II) v£-v2 20 Lydhastigheden v bestemmes af ovennævnte udtryk (I), og ved at bestemme udbredelseshastigheden w parallelt med målets plan kan man altså bestemme projektilets hastighed p.

Målet ifølge den foreliggende opfindelse er herfor 25 forsynet med en ydre mikrofon 9, der er anbragt umiddel bart foran frontpladen fastgjort til den nedre del af rammen 3 ved hjælp af en holder 10. Den ydre mikrofon 9 er beregnet til at modtage lydbølger, der frembringes af et projektil affyret med supersonisk hastighed mod må-30 let. Den ydre mikrofon 9 er forbundet til samme regne- udstyr som de indre mikrofoner 5. For den ydre mikrofon 9 med koordinaterne (x^,y5) i det tidligere nævnte koordinatsystem gælder følgende udtryk: r- 2 2 X/(x-x5) + (y-y5) = W (t5+tQ) (III) - 4 -

DK 158855 B

hvor (x,y) er træfpositionens koordinater, t transittiden fra træfpunktet til den nærmeste indre mikrofon 5, og tj.+tQ er lydbølgernes transittid fra træfpositionen til den ydre mikrofon 9. Da træfpositionen (x,y) og 5 lydhastigheden allerede er bestemt af udtryk (I), kan bølgeudbredelseshastigheden w parallelt med målets plan bestemmes af udtryk (III). Derefter kan projektilets hastighed p bestemmes af udtryk (II).

I en anden udførelsesform benyttes kun tre mikrofo-10 ner til bestemmelse af træfpositionen. Da lydhastigheden v i så tilfælde ikke kan bestemmes af udtrykket (I), benyttes separat udstyr til denne bestemmelse. Et sådant udstyr kan omfatte en sender og en modtager. Når lufthastigheden v kendes, kan træfpositionen (x,y) bestemmes.

15 Derefter kan udtrykkene (III) og (II) benyttes til be stemmelse af først udbredelseshastigheden w og derefter projektilhastigheden p.

Med placering som vist af den ydre mikrofon 9 ne-derst i målet og med den givne definition på t er t^ 20 sædvanligvis negativ, da den ydre mikrofon normalt aktive res før enhver af de indre mikrofoner 5. Naturligvis kan t defineres på anden arbitrær måde til fastlæggelse af en tidsreference.

Den beregnede projektilhastighed p registreres og 25 kan på lignende måde som træfpositionen (x,y) indikeres på en skærm eller en strimmel.

Claims (4)

1. Skydemål af den art, som har et akustisk kammer (4), i hvilket indre mikrofoner (5) er anbragt til modtagelse af lydbølger, som frembringes af et projektil (6) affyret mod målet, når projektilet trænger ind i kam- 5 meret, hvilke mikrofoner er forbundet til udstyr for be regning af træfpositionen for projektilet på basis af forskelle i transittid for lydbølgerne til nævnte mikrofoner, kendetegnet ved, at en ydre mikrofon (9) er anbragt foran målet, i det væsentlige i dettes 10 frontplan til modtagelse af lydbølger, som frembringes af et projektil (6), der er affyret med supersonisk hastighed mod målet, hvilken ydre mikrofon er forbundet til udstyr for beregning af projektilets supersoniske hastighed (p) på basis af projektilets træfposition (x,y) 15 og transittiden for lydbølgerne til den ydre mikrofon (9).

2. Skydemål ifølge krav 1, kendetegnet ved at omfatte midler til bestemmelse af lydhastigheden (v) i det akustiske kammer (4) og midler (8) til at holde 20 temperaturen inde i kammeret i det væsentlige lig med temperaturen i målets omgivelser.

3. Skydemål ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at fire indre mikrofoner (5) er anbragt i det akustiske kammer (4) og forbundet til det 25 projektilets træfposition bestemmende udstyr, som også er indrettet til at bestemme lydhastigheden i det akustiske kammer.

4. Skydemål ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at udstyret til bestemmelse af træfpositio- 50 nen og udstyret til bestemmelse af projektilhastigheden foretrukket er samme udstyr.