EP0348985A2 - Fuse for explosive projectiles - Google Patents

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EP0348985A2
EP0348985A2 EP89111910A EP89111910A EP0348985A2 EP 0348985 A2 EP0348985 A2 EP 0348985A2 EP 89111910 A EP89111910 A EP 89111910A EP 89111910 A EP89111910 A EP 89111910A EP 0348985 A2 EP0348985 A2 EP 0348985A2
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EP
European Patent Office
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acceleration
projectile
tube
fed
path
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP89111910A
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German (de)
French (fr)
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EP0348985A3 (en
Inventor
Friedrich Melchior
Rainer Berthold
Bernd Siedelhofer
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ABB AG Germany
ABB AB
Original Assignee
Asea Brown Boveri AG Germany
Asea Brown Boveri AB
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Filing date
Publication date
Application filed by Asea Brown Boveri AG Germany, Asea Brown Boveri AB filed Critical Asea Brown Boveri AG Germany
Publication of EP0348985A2 publication Critical patent/EP0348985A2/en
Publication of EP0348985A3 publication Critical patent/EP0348985A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C11/00—Electric fuzes
    • F42C11/06—Electric fuzes with time delay by electric circuitry
    • F42C11/065—Programmable electronic delay initiators in projectiles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/40—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected electrically

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1, and a circuit arrangement for performing the method.
  • the ignition and explosion of a projectile after firing must be set so that the projectile explodes as precisely as possible at the predetermined point.
  • the muzzle velocity is determined in different ways:
  • This is disadvantageous because the positioning of the sensors (transducers) must be carried out extremely precisely and error signals can be generated by pipe erosion. The measurement inaccuracies ultimately result in a spread of the explosion site in the target area.
  • the object of the invention is to provide a method of the type mentioned, in which the inaccuracies are reduced even further. Furthermore, a circuit arrangement for performing the method is to be specified.
  • the propellant gases build up a pressure inside the pipe, which gives the floor an acceleration that increases from 0 to the maximum value and then decreases.
  • acceleration inside and outside the tube have extremely different sizes and also different signs
  • two separate accelerometers are used according to the invention and their signals are summed electronically.
  • One accelerometer only supplies the positive values of the acceleration during the so-called internal ballistic acceleration phase; the other accelerometer only provides negative voltage values during the external ballistic delay.
  • Both signals must of course have the same sensitivity; this means that suitable amplifiers or attenuators must be connected upstream or provided.
  • the path covered is evaluated by comparing the voltage values or signals generated during the second phase with a threshold value by a comparator. As soon as the added signals reach this threshold value, an ignition pulse is emitted.
  • the path can be determined exactly without having to particularly measure the otherwise important muzzle velocity value.
  • auxiliary variables which are used for path measurement are not included in the path calculation. Triangulation, way-time Conversion, v o measurement or radar measurements can thus be omitted.
  • the outer shape of the projectile is retained and not changed because all elements for the acceleration measurement are housed inside the projectile. This does not change the drag coefficient as the resistance coefficient of the projectile. All external ballistic influences in the direction of flight on the projectile during the flight phase, which influence the negative acceleration, are included in the path determination with the double integration, so that the projectile can always detonate in the target area.
  • a projectile that is fired from a gun is accelerated within the gun barrel.
  • the speed curve is shown in Fig. 1b.
  • the velocity of the projectile increases from 0 to a maximum value v o , which is the velocity in the area of the mouth of the tube. Then the speed drops because the projectile flies without propulsion and is slowed down by the air friction.
  • the speed is calculated according to the acceleration.
  • the muzzle velocity is: t o is the time at which the projectile leaves the pipe mouth.
  • the detonator is set before firing so that the projectile explodes after a certain flight duration that corresponds to a certain flight path.
  • the time from leaving the mouth to the explosion must be set accordingly.
  • the muzzle velocity can fluctuate, the location of the projectile detonates. This spread can be minimized by correcting the duration by taking the muzzle velocity v o into account.
  • the acceleration of the projectile in the tube is detected and integrated by means of an acceleration element located in the projectile, the value v o being calculated within the projectile (see FIG. 2 below).
  • FIG. 2 shows in a block diagram a circuit arrangement for determining the ignition timing of a projectile.
  • the accelerometer 20 measures the positive acceleration, ie the inside ballistic acceleration (in the tube), and the accelerometer 21 the negative acceleration, that is the outside ballistic acceleration (outside the tube).
  • Both measured values which differ by a factor of 10 3 are matched to one another by means of amplifiers 22 and 23, so that they can be brought together at point 24 and fed to an evaluator 25 at whose output the signal b (t) is present.
  • This signal is applied to a first integrator 26, which calculates the speed from this.
  • the muzzle velocity v o is obtained , ie the velocity that the bullet has at the moment it exits the tube. With this speed, the time period previously set in the above-mentioned detonator from the firing point to the target can be corrected.
  • the signal v o would be fed via the dashed line 26 a to a computer 27 in which - starting from a nominal muzzle velocity - a nominal period of time corresponding to a nominal distance has been programmed for the timer.
  • the nominal muzzle velocity is compared with the actual muzzle velocity and the ignition timing is corrected so that the ignition signals Z are emitted by the computer 27 at the point in time at which the projectile is in the target.
  • a signal S is formed on the output side for the path that the projectile travels.
  • This path signal is fed to a comparator 29, to which a path setpoint, which is provided by a path setpoint generator 30, is also fed.
  • a path setpoint which is provided by a path setpoint generator 30, is also fed.
  • an ignition pulse Z is generated which detonates the projectile.
  • Sensors can simply be used as acceleration measuring elements, since no value has to be placed on the linearity or reproducibility of the measured values after the first acceleration phase in the tube. For example, an element can be used which deforms elastically or plastically under the influence of an inert mass; the deformation is then a measure of the acceleration.
  • upset meters which are used in gas pressure measurements in pipes.
  • an elastically deformable body is attached to the rear end of a space arranged in the floor, the front end of which has a small mass; when the projectile is accelerated, the deformable body is compressed in accordance with the acceleration and a measure of the acceleration can then be derived from this deformation.
  • Precise accelerometers are not required; in particular, they do not have to provide reproducible values because measurements are only carried out once.
  • the integration time for the positive acceleration is approx. 5 msec, since there is only a positive acceleration in the pipe. Therefore, the measurement of the positive acceleration must not take longer than this 5 msec so that any errors that occur later when evaluating the negative acceleration no longer have any influence. In addition, since the majority of the speed increase occurs at the maximum acceleration, an accelerometer that is not particularly linear is also sufficient.

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Abstract

A process for correcting the ignition time of a projectile after it leaves the muzzle of the barrel of a gun is based on detecting and integrating the acceleration which the projectile experiences. If the acceleration is integrated twice inside and outside the barrel, the distance which the projectile actually covers is obtained. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbe­griff des Anspruches 1, sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1, and a circuit arrangement for performing the method.

Die Zündung und Explosion eines Geschosses nach dem Ab­feuern, beispielsweise aus einem stationären oder fah­renden Geschütz, einer Kanone oder dergleichen, ist so einzustellen, daß das Geschoß möglichst genau am vorbe­stimmten Punkt explodiert.The ignition and explosion of a projectile after firing, for example from a stationary or moving gun, a cannon or the like, must be set so that the projectile explodes as precisely as possible at the predetermined point.

Bekannte Zünder sind Zeitzünder, die vor dem Abschuß eingestellt werden, so daß sie nach einer vorbestimmten Zeit explodieren. Da die Strecke, die das Geschoß in dieser Zeit zurücklegt, unter anderem von der Mündungs­geschwindigkeit abhängt, wird diese Geschwindigkeit ge­messen und entsprechend der zurückzulegenden Strecke (Zielentfernung) und der als bekannt vorausgesetzten Geschwindigkeitsabnahme die Zeit eingestellt. Diese sog. vo-Korrektur des Zeitzünders (vo = Mündungsgeschwindig­keit) ermöglicht eine bessere Wirkung im Ziel.Known detonators are time detonators that are set before firing so that they explode after a predetermined time. Since the distance covered by the projectile during this time depends, among other things, on the muzzle velocity, this velocity is measured and the time is set in accordance with the distance to be covered (target distance) and the speed decrease known to be assumed. This so-called v o correction of the time fuse (v o = muzzle velocity) enables a better effect in the target.

Die Bestimmung der Mündungsgeschwindigkeit erfolgt auf unterschiedliche Weise:The muzzle velocity is determined in different ways:

Bei einer Methode wird die Geschwindigkeit dadurch ge­messen, daß der Vorbeiflug des Geschosses an der Rohr­mündung mittels zwei in bestimmten Abstand am Geschoß angeordneten induktiven Sensoren detektiert und aus der Beziehung
v = Weg/Zeit = Δ S/Δt
die Mündungsgeschwindigkeit rechnerisch ermittelt wird (siehe z. B. DE-OS 33 07 785). Dies ist nachteilig, weil die Positionierung der Sensoren (Aufnehmer) äußerst exakt erfolgen muß und durch Rohrerosion Fehlersignale erzeugt werden können. Aus den Meßungenauigkeiten resul­tiert schlußendlich eine Streuung des Explosionsortes im Zielbereich.In one method, the speed is measured by the fact that the projectile flying past the pipe mouth is detected by means of two inductive sensors arranged at a certain distance from the projectile and from the relationship
v = distance / time = Δ S / Δt
the muzzle velocity is determined by calculation (see e.g. DE-OS 33 07 785). This is disadvantageous because the positioning of the sensors (transducers) must be carried out extremely precisely and error signals can be generated by pipe erosion. The measurement inaccuracies ultimately result in a spread of the explosion site in the target area.

Darüberhinaus gibt es eine Reihe weiterer Meßmethoden der vo-Korrektur, die im Endeffekt alle ähnliche Unge­nauigkeiten mit sich bringen.In addition, there are a number of other measurement methods for v o correction, which in the end result in all similar inaccuracies.

Eine weitere Methode zur Zündpunktkorrektur, die eben­falls auf einer Geschwindigkeitskorrektur basiert, ist aus der DE-OS 33 09 147 bekanntgeworden. Nach dem Ab­schuß werden die innenballistischen und außenballisti­schen Geschwindigkeiten dadurch bestimmt, daß die Be­schleunigungen mittels piezo-elektrischer Beschleuni­gungssensoren gemessen und einmal integriert werden. Da die tatsächliche Geschwindigkeit mit einer vorher einzu­gebenden Soll-Geschwindigkeit zu vergleichen ist und diese Soll-Geschwindigkeit mit Ungenauigkeiten behaftet ist, weil sie auf Annahmen beruhen muß, ist auch diese Korrekturmethode ebenfalls mit entsprechenden Ungenauig­keiten behaftet.Another method for ignition point correction, which is also based on a speed correction, has become known from DE-OS 33 09 147. After firing, the internal ballistic and external ballistic speeds are determined by measuring the accelerations using piezoelectric acceleration sensors and integrating them once. Since the actual speed is to be compared with a target speed to be entered beforehand and this target speed is subject to inaccuracies because it must be based on assumptions, this correction method is also subject to corresponding inaccuracies.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Ungenauigkeiten noch weiter vermindert sind. Weiterhin soll eine Schal­tungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.The object of the invention is to provide a method of the type mentioned, in which the inaccuracies are reduced even further. Furthermore, a circuit arrangement for performing the method is to be specified.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.

Durch die Treibgase wird innerhalb des Rohres ein Druck aufgebaut, der dem Geschoß eine von 0 bis auf den Maxi­malwert ansteigende und danach abfallende Beschleunigung erteilt.The propellant gases build up a pressure inside the pipe, which gives the floor an acceleration that increases from 0 to the maximum value and then decreases.

Wenn das Geschoß dann die Mündung verlassen hat, fliegt es auf einer ballistischen Bahn antriebslos bis ins Ziel und wird dabei durch den Luftwiderstand abgebremst. Wäh­rend der Beschleunigungswert ca. 50.000 g im Rohr (mit g = Erdbeschleunigung) annehmen kann, betragen die Verzö­gerungswerte durch die Luftreibung abhängig vom cw-Wert ca. 10 g.When the projectile has left the muzzle, it flies without propulsion to the target on a ballistic trajectory and is slowed down by the air resistance. While the acceleration value can assume approx. 50,000 g in the pipe (with g = gravitational acceleration), the deceleration values due to air friction are approx. 10 g depending on the drag coefficient.

Es ist bekannt, daß die Geschwindigkeit das erste Inte­gral der Beschleunigung

Figure imgb0001
und der zurückgelegte Weg das zweite Integral der Be­schleunigung ist:
Figure imgb0002
 It is known that speed is the first integral of acceleration
Figure imgb0001
 and the distance covered is the second integral of the acceleration:
Figure imgb0002

Damit ist es möglich, durch Messung und zweimalige Inte­gration der Beschleunigung eine praktisch exakte Korrek­tur des Zündzeitpunktes durchzuführen. Es ist nämlich nur noch erforderlich, den Weg zum Ziel zu messen, was sehr genau mittels Entfernungsmessern erfolgen kann, und diesen Soll-Weg vorzugeben bzw. im Geschoß einzuspei­chern. Im Gegensatz zu einer - angenommenen - Soll-Ge­schwindigkeit kann der Weg exakt gemessen werden, was für die Exaktheit der Zündzeitpunktes bzw. des Zündpunk­tes von besonderer Bedeutung ist.This makes it possible to carry out a practically exact correction of the ignition point by measuring and integrating the acceleration twice. It is only necessary to measure the path to the target, which can be done very precisely using range finders, and to specify this target path or to store it on the floor. In contrast to a - assumed - target speed, the path can be measured exactly, which is of particular importance for the accuracy of the ignition timing or the ignition point.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dem Anspruch 2 zu entnehmen.A particularly advantageous embodiment of the invention can be found in claim 2.

Danach werden die positive Beschleunigung im Rohr und die negative Beschleunigung außerhalb des Rohres mitein­ander kombiniert, wodurch der tatsächlich zurückgelegte Weg bestimmt wird und die Streuungen des Explosionsortes im Zielbereich dadurch minimiert werden.Then the positive acceleration in the pipe and the negative acceleration outside the pipe are combined with each other, which determines the path actually traveled and thus minimizes the scatter of the explosion site in the target area.

Integriert man die Beschleunigung über den gesamten Be­schleunigungsverlauf, so sind die bei der Integration auftretenden Konstanden Null. Das genannte Doppelinte­gral gibt ständig den zurückgelegten Weg an.If you integrate the acceleration over the entire course of the acceleration, the constants that occur during the integration are zero. The double integral mentioned constantly indicates the distance covered.

Aufgrund der Messung der positiven Beschleunigung im Rohr und deren Integration finden Einwirkungen auf das Geschoß im Rohr, z. B. durch Rohrerosion, Pulvertempera­tur u. a., Eingang in die Bestimmung des Weges, da diese Einwirkungen den Beschleunigungsverlauf beeinflussen.Due to the measurement of the positive acceleration in the pipe and its integration, effects on the floor in the pipe, e.g. B. by tube erosion, powder temperature u. a., entry into the determination of the path, since these effects influence the course of acceleration.

In gleicher Weise finden auch Beeinflussungen des Ge­schosses außerhalb des Rohres durch Wind, Hundernisse im Flugweg und dgl. Eingang, da auch diese außerballisti­schen Einwirkungen den gesamten Beschleunigungsverlauf beeinflussen.In the same way, influences on the projectile outside the pipe due to wind, dog nicks in the flight path and the like are also received, since these non-ballistic influences also influence the entire acceleration process.

Eine Schaltungsanordnung, mit der dieses erfindungsgemä­ße Verfahren durchgeführt werden kann, ist aus dem An­spruch 3 zu entnehmen.A circuit arrangement with which this method according to the invention can be carried out can be found in claim 3.

Da die Beschleunigung innerhalb und außerhalb des Rohres (innen- und außenballistische Beschleunigungen) extrem unterschiedliche Größen und auch unterschiedliche Vor­zeichen aufweisen, werden erfindungsgemäß nach Anspruch 4 zwei getrennte Beschleunigungsaufnehmer eingesetzt und deren Signale elektronisch summiert. Dabei liefert der eine Beschleunigungsaufnehmer nur die positiven Werte der Beschleunigung während der sog. innenballistischen Beschleunigungsphase; der andere Beschleunigungsmesser liefert nur negative Spannungswerte während der außen­ballistischen Verzögerung.Since the acceleration inside and outside the tube (inside and outside ballistic accelerations) have extremely different sizes and also different signs, two separate accelerometers are used according to the invention and their signals are summed electronically. One accelerometer only supplies the positive values of the acceleration during the so-called internal ballistic acceleration phase; the other accelerometer only provides negative voltage values during the external ballistic delay.

Beide Signale müssen natürlich gleiche Empfindlichkeit haben; dies bedeutet, daß geeignete Verstärker oder Ab­schwächer vorgeschaltet bzw. vorgesehen sein müssen.Both signals must of course have the same sensitivity; this means that suitable amplifiers or attenuators must be connected upstream or provided.

Die Auswertung des zurückgelegten Weges geschieht da­durch, daß die während der zwieten Phase erzeugten Span­nungswerte bzw. Signale von einem Komparator mit einem Schwellwert verglichen werden. Sobald die aufaddierten Signale diesen Schwellwert erreichen, wird ein Zündim­puls abgegeben.The path covered is evaluated by comparing the voltage values or signals generated during the second phase with a threshold value by a comparator. As soon as the added signals reach this threshold value, an ignition pulse is emitted.

Wird über die innen- und außenballistische Beschleuni­gungsphase in der oben angegebenen erfindungsgemäßen Weise integriert, kann der Weg exakt bestimmt werden, ohne den sonst wichtigen Mündungsgeschwindigkeitswert besonders messen zu müssen. Hilfsgrößen, welche zur Weg­vermessung benutzt werden, finden erfindungsgemäß keinen Eingang in die Wegberechnung. Triangulation, Weg-Zeitum­ wandlung, vo-Messung bzw. Radarmessungen können somit entfallen. Darüberhinaus wird auch die äußere Form des Geschosses beibehalten und nicht verändert, weil alle Elemente für die Beschleunigungsmessung im Inneren des Geschosses untergebracht sind. Dadurch wird auch der cw-Wert, als der Widerstandsbeiwert des Geschosses, nicht geändert. Alle außenballistischen Einwirkungen in Flugrichung auf das Geschoß während der Flugphase, die die negative Beschleunigung beeinflussen, finden bei der doppelten Integration Eingang in die Wegbestimmung, so daß das Geschoß immer im Zielgebiet detonieren kann.If the internal and external ballistic acceleration phase is integrated in the manner according to the invention specified above, the path can be determined exactly without having to particularly measure the otherwise important muzzle velocity value. According to the invention, auxiliary variables which are used for path measurement are not included in the path calculation. Triangulation, way-time Conversion, v o measurement or radar measurements can thus be omitted. In addition, the outer shape of the projectile is retained and not changed because all elements for the acceleration measurement are housed inside the projectile. This does not change the drag coefficient as the resistance coefficient of the projectile. All external ballistic influences in the direction of flight on the projectile during the flight phase, which influence the negative acceleration, are included in the path determination with the double integration, so that the projectile can always detonate in the target area.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung bzw. die weitere Ausgestaltung der Erfindung, sowie weitere Vor­teile näher erläutert und beschrieben werden.The invention or the further embodiment of the invention and further advantages are to be explained and described in more detail with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment of the invention is shown.

Es zeigen:

  • Figur 1 a) bis c) die Verläufe
    • a) der Beschleunigung
    • b) der Geschwindigkeit,
    • c) des zurückgelegten Weges eines Geschosses und
  • Figur 2 ein Blockschaltbild einer erfind­dungsgemäßen Schaltungsanordnung.
Show it:
  • Figure 1 a) to c) the courses
    • a) acceleration
    • b) the speed,
    • (c) the distance traveled by a floor and
  • Figure 2 is a block diagram of an inventive circuit arrangement.

Ein Geschoß, das aus einem Geschütz abgefeuert wird, wird innerhalb des Geschützrohres beschleunigt. Dabei nimmt der Beschleunigungswert - ausgehend von 0 g - ei­nen Maximalwert bmax an, der beispielsweise 50.000 g (g = Erdbeschleunigung) betragen kann. Von diesem Maxi­malwert bmax aus fällt die Beschleunigung b(t) ab und wird außerhalb des Rohres aufgrund des Lufwiderstandes negativ.A projectile that is fired from a gun is accelerated within the gun barrel. The acceleration value assumes - starting from 0 g - a maximum value b max , which can be, for example, 50,000 g (g = gravitational acceleration). From this maximum value b max the acceleration b (t) drops and becomes negative outside the tube due to the air resistance.

Diese Bremswirkung entspricht der negativen Beschleuni­gung, die einen maximalen Wert von va. 10 g (g = Erdbe­schleunigung annehmen kann. Nur unter Einfluß der Luft­reibung würde das Geschoß so lange weiter fließen, bis die kinetische Energie durch die Bremswirkung der Luft aufgezehrt wäre.This braking effect corresponds to the negative acceleration, which has a maximum value of va. 10 g (g = acceleration due to gravity. Only under the influence of air friction would the projectile continue to flow until the kinetic energy was consumed by the braking effect of the air.

Der Geschwindigkeitsverlauf ist in der Fig. 1b darge­stellt. Die Geschwindigkeit des Geschosses steigt von 0 auf einen Maximalwert vo an, der die Geschwindigkeit im Bereich der Mündung des Rohres ist. Danach sinkt die Geschwindigkeit ab, da das Geschoß antriebslos fliegt und durch die Luftreibung abgebremst wird.The speed curve is shown in Fig. 1b. The velocity of the projectile increases from 0 to a maximum value v o , which is the velocity in the area of the mouth of the tube. Then the speed drops because the projectile flies without propulsion and is slowed down by the air friction.

Die Geschwindigkeit berechnet sich aus der Beschleuni­gung gemäß.

Figure imgb0003
The speed is calculated according to the acceleration.
Figure imgb0003

Die Mündungsgeschwindigkeit ist:

Figure imgb0004
to ist die Zeit, zu der das Geschoß die Rohrmündung ver­läßt.The muzzle velocity is:
Figure imgb0004
 t o is the time at which the projectile leaves the pipe mouth.

Wenn das Geschoß einen Zeitzünder enthält, wird der Zeitzünder vor dem Abschuß eingestellt, so daß das Ge­schoß nach einer bestimmten Flugdauer, die einem be­stimmten Flugweg entspricht, explodiert.If the projectile contains a detonator, the detonator is set before firing so that the projectile explodes after a certain flight duration that corresponds to a certain flight path.

Wenn der Flugweg vorgeben ist, dann ist demgemäß die Zeitdauer vom Verlassen der Mündung bis zur Explosion einzustellen. Da die Mündungsgeschwindigkeit aber schwanken kann, streut der Detonationsort des Geschos­ses. Durch Korrektur der Zeitdauer durch Berücksichti­gung der Mündungsgeschwindigkeit vo kann diese Streuung minimiert werden.If the flight path is specified, the time from leaving the mouth to the explosion must be set accordingly. However, since the muzzle velocity can fluctuate, the location of the projectile detonates. This spread can be minimized by correcting the duration by taking the muzzle velocity v o into account.

Erfindungsgemäß also wird die Beschleunigung des Ge­schosses im Rohr mittels eines im Geschoß befindlichen Beschleunigungselementes detektiert und integriert, wo­bei innerhalb des Geschosses der Wert vo errechnet wird (s. weiter unten Figur 2).According to the invention, the acceleration of the projectile in the tube is detected and integrated by means of an acceleration element located in the projectile, the value v o being calculated within the projectile (see FIG. 2 below).

Wenn die Geschwindigkeit v(t) nochmals integriert wird, dann erhält man den Weg, der ebenfalls innerhalb des Geschosses zur Bestimmung des Zündortes benutzt werden kann.If the speed v (t) is integrated again, the path is obtained which can also be used within the storey to determine the ignition location.

Anhand der Figur 2 soll dies nochmals erläutert werden.This will be explained again with reference to FIG. 2.

Figur 2 zeigt im Blockschaltbild eine Schaltungsanord­nung zur Bestimmung des Zündzeitpunktes eines Geschos­ses. Innerhalb des Geschosses befinden sich zwei Be­schleunigungsmesser 20 und 21, von denen der Beschleuni­gungsmesser 20 die positive Beschleunigung, d.h. die in­nenballistische Beschleunigung (im Rohr), und der Be­schleunigungsmesser 21 die negative Beschleunigung, das ist die außenballistische Beschleunigung (außerhalb des Rohres), mißt. Beide gemessenen Wert, die um den Faktor 10³ differieren, werden mittels Verstärkern 22 und 23 aneinander angepaßt, so daß sie im Punkt 24 zusammenge­führt und einem Auswerter 25 zugeführt werden können, an dessen Ausgang das Signal b(t) ansteht. Dieses Signal wird auf einen ersten Integrator 26 aufgegeben, der hieraus die Geschwindigkeit errechnet. Zum Zeitpunkt t = to, erhält man die Mündungsgeschwindigkeit vo, d. h. die Geschwindigkeit, die das Geschoß gerade beim Verlas­sen des Rohres hat. Mit dieser Geschwindigkeit kann die im oben genannter Zeitzünder vorher eingestellte Zeit­dauer vom Abschußort bis zum Ziel korrigiert werden. In diesem Falle würde das Signal vo über die strichlierte Leitung 26 a einem Rechner 27 zugeführt, in dem - ausge­hend von einer Nenn-Mündungsgeschwindigkeit - eine einer Nennstrecke entsprechenden Nennzeitdauer für den genann­ten Zeitzünder einprogrammiert ist. Im Rechner 27 wird die Nenn-Mündungsgeschwindigkeit mit der tatsächlichen Mündungsgeschwindigkeit verglichen und der Zündzeitpunkt korrigiert, so daß die Zündsignale Z vom Rechner 27 zu dem Zeitpunkt abgegeben werden, an dem sich das Geschoß im Ziel befindet.Figure 2 shows in a block diagram a circuit arrangement for determining the ignition timing of a projectile. Inside the floor there are two accelerometers 20 and 21, of which the accelerometer 20 measures the positive acceleration, ie the inside ballistic acceleration (in the tube), and the accelerometer 21 the negative acceleration, that is the outside ballistic acceleration (outside the tube). Both measured values, which differ by a factor of 10 3, are matched to one another by means of amplifiers 22 and 23, so that they can be brought together at point 24 and fed to an evaluator 25 at whose output the signal b (t) is present. This signal is applied to a first integrator 26, which calculates the speed from this. At the point in time t = to, the muzzle velocity v o is obtained , ie the velocity that the bullet has at the moment it exits the tube. With this speed, the time period previously set in the above-mentioned detonator from the firing point to the target can be corrected. In this case, the signal v o would be fed via the dashed line 26 a to a computer 27 in which - starting from a nominal muzzle velocity - a nominal period of time corresponding to a nominal distance has been programmed for the timer. In the computer 27, the nominal muzzle velocity is compared with the actual muzzle velocity and the ignition timing is corrected so that the ignition signals Z are emitted by the computer 27 at the point in time at which the projectile is in the target.

Wenn der Wert v(t) nochmal integriert wird, was in einem zweiten Integrator 28 erfolgt, dann bildet sich aus­gangsseitig ein Signal S für den Weg, den das Geschoß zurücklegt. Dieses Wegsignal wird einem Vergleicher 29 zugeführt, dem außerdem ein Wegsollwert, der von einem Wegsollwerterzeuger 30 bereitgestellt wird, zugeführt wird. Sobald der Weg s dem Sollwert entspricht, wird ein Zündimpuls Z erzeugt, der das Geschoß zur Detonation bringt. Als Beschleunigungsmeßelemente können einfach Sensoren benutzt werden, da auf Linearität oder Reprodu­zierbarkeit der Meßwerte nach der ersten Beschleuni­gungsphase im Rohr kein Wert gelegt werden muß. Zum Bei­spiel kann ein Element eingesetzt werden, das sich ela­stisch oder plastisch unter dem Einfluß einer trägen Masse verformt; die Verformung ist dann ein Maß für die Beschleunigung.If the value v (t) is integrated again, which takes place in a second integrator 28, then a signal S is formed on the output side for the path that the projectile travels. This path signal is fed to a comparator 29, to which a path setpoint, which is provided by a path setpoint generator 30, is also fed. As soon as the path s corresponds to the target value, an ignition pulse Z is generated which detonates the projectile. Sensors can simply be used as acceleration measuring elements, since no value has to be placed on the linearity or reproducibility of the measured values after the first acceleration phase in the tube. For example, an element can be used which deforms elastically or plastically under the influence of an inert mass; the deformation is then a measure of the acceleration.

Dies können auch sog. Stauchkörpermesser sein, die bei Gasdruckmessungen in Rohren verwendet werden. Dazu wird ein elastisch verformbarer Körper an dem rückseitigen Ende eines im Geschoß angeordneten Raumes angebracht, dessen vorderes Ende eine kleine Masse aufweist; wenn das Geschoß beschleunigt wird, wird der verformbare Kör­per entsprechend der Beschleunigung zusammengedrückt und aus dieser Verformung kann dann ein Maß für die Be­schleunigung abgeleitet werden. Präzise Beschleunigungs­aufnehmer sind nicht erforderlich; insbesondere müssen sie keine reprodizierbaren Werte abgeben, weil nur ein­mal gemessen wird.These can also be so-called upset meters, which are used in gas pressure measurements in pipes. For this purpose, an elastically deformable body is attached to the rear end of a space arranged in the floor, the front end of which has a small mass; when the projectile is accelerated, the deformable body is compressed in accordance with the acceleration and a measure of the acceleration can then be derived from this deformation. Precise accelerometers are not required; in particular, they do not have to provide reproducible values because measurements are only carried out once.

Die Integrationszeit für die positive Beschleunigung be­trägt ca. 5 msec, da nur im Rohr eine positive Beschleu­nigung vorhanden ist. Daher darf die Messung der positi­ven Beschleunigung nicht länger als diese 5 msec dauern, damit evtl. später auftretende Fehler bei der Auswertung der negativen Beschleunigung keinen Einfluß mehr aus­üben. Da darüberhinaus auch der Hauptanteil des Ge­schwindigkeitszuwachses beim Maximum der Beschleunigung auftritt, genügt ebenfalls ein nicht besonders linear arbeitender Beschleunigungsmesser.The integration time for the positive acceleration is approx. 5 msec, since there is only a positive acceleration in the pipe. Therefore, the measurement of the positive acceleration must not take longer than this 5 msec so that any errors that occur later when evaluating the negative acceleration no longer have any influence. In addition, since the majority of the speed increase occurs at the maximum acceleration, an accelerometer that is not particularly linear is also sufficient.

Claims (5)

1. Verfahren zur Korrektur des Zündzeitpunktes ei­nes Geschosses nach Verlassen der Mündung des Rohres einer Kanone, eines Geschützes und dergleichen, mittels eines Zünders, dadurch gekennzeichnet, daß die sich zeitlich ändernde Beschleunigung des Geschosses zumin­des während seines Weges innerhalb des Rohres gemessen und mindestens zweimal integriert wird.1. A method for correcting the ignition timing of a projectile after leaving the mouth of the tube of a cannon, a gun and the like, by means of an igniter, characterized in that the time-varying acceleration of the projectile is measured at least during its path within the tube and integrated at least twice becomes. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß die Beschleunigung sowohl innerhalb als auch außerhalb des Rohres gemessen und zweimal integriert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the acceleration is measured both inside and outside the tube and is integrated twice. 3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfah­rens nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß im Geschoß ein Beschleunigungsmesser vor­gesehen ist, dessen Ausgangssignal einem die Beschleuni­gung zweimal integrierenden Integrator zuführbar ist, dessen den gerade zurückgelegten Weg entsprechendes Aus­gangssignal einem Rechner (27), in dem die Zeitdauer für den Zeitzünder des Geschosses einprogrammiert ist, zu­führbar ist, und daß im Rechner ein Soll-Weg mit dem Ausgangssignal des Integrators (Ist-Weg) verglichen und dadurch der Zündzeitpunkt korrigiert wird.3. Circuit arrangement for carrying out the method according to one of claims 1 and 2, characterized in that an accelerometer is provided in the floor, the output signal of which can be fed to an integrator which integrates the acceleration twice, the output signal corresponding to the distance just traveled to a computer (27), in which the time duration for the time fuse of the projectile is programmed, can be supplied, and that a target path is compared in the computer with the output signal of the integrator (actual path) and the ignition point is thereby corrected. 4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfah­rens nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß im Geschoß zwei Beschleunigungsmesser (20, 21) vorgesehen sind, von denen der eine Beschleunigungs­messer die Beschleunigung des Geschosses innerhalb des Rohres und der andere Beschleunigungsmesser (21) die Be­schleunigung des Geschosses außerhalb des Rohres detek­tieren, daß die Signale der Beschleunigungsmesser (20, 21) zwei Integratoren (26, 28) zuführbar sind, mit denen die Beschleunigungssignale zweimal integriert werden, und daß das Ausgangssignal des zweiten Integrators das Weg-Zeitsignal ist, das einem Komparator (29) zuführbar ist, in dem dieses Signal mit einem Soll-Weg-Zeitsignal verglichen und so der Zündzeitpunkt korrigiert wird.4. Circuit arrangement for performing the method according to one of claims 1 and 2, characterized in that two accelerometers (20, 21) are provided in the floor, of which one accelerometer is the acceleration of the floor within the Tube and the other accelerometer (21) detect the acceleration of the projectile outside the tube, that the signals from the accelerometers (20, 21) two integrators (26, 28) can be fed, with which the acceleration signals are integrated twice, and that the output signal of the second integrator is the travel time signal, which can be fed to a comparator (29) in which this signal is compared with a desired travel time signal and the ignition timing is thus corrected. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß beiden Beschleunigungsmessern (20, 21) Verstärker (22, 23) zugeordnet sind, die die von den Be­schleunigungsmessern (20, 21) abgegebenen Signale ver­gleichmäßigen, so daß sie einer Auswerteeinheit (25) zuführbar sind, deren Ausgangssignale dem ersten Inte­grator zugeführt werden.5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that two accelerometers (20, 21) amplifiers (22, 23) are assigned, which equalize the signals emitted by the accelerometers (20, 21) so that they can be fed to an evaluation unit (25) are, whose output signals are fed to the first integrator.
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