EP0802390A1 - Method for disintegrating time setting particularly for a programmable projectile - Google Patents
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- EP0802390A1 EP0802390A1 EP96118039A EP96118039A EP0802390A1 EP 0802390 A1 EP0802390 A1 EP 0802390A1 EP 96118039 A EP96118039 A EP 96118039A EP 96118039 A EP96118039 A EP 96118039A EP 0802390 A1 EP0802390 A1 EP 0802390A1
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- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
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- F42C17/04—Fuze-setting apparatus for electric fuzes
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F42C11/00—Electric fuzes
- F42C11/06—Electric fuzes with time delay by electric circuitry
Definitions
- the invention relates to a method for calculating the disassembly time, in particular of a programmable projectile, the calculation being based on at least one target distance to a target object determined from sensor data, a projectile speed measured at the muzzle of a gun barrel and a predetermined optimal disassembly distance between a meeting point and a disassembly point of the projectile is.
- a device which has a measuring device for the projectile velocity arranged at the mouth of a gun barrel.
- the measuring device consists of two ring coils arranged at a certain distance from one another.
- a pulse is generated in short succession in each ring coil due to the change in magnetic flux that occurs.
- the pulses are fed to an electronic evaluation system, in which the temporal distance of the impulses and the distance between the ring coils the bullet speed is calculated.
- a transmitting coil is arranged behind the measuring device for the speed, which co-operates with a receiving coil provided in the projectile.
- the receiving coil is connected to a counter via a high-pass filter, which is connected on the output side to a timer.
- a disassembly time is formed from the calculated bullet speed and a hit distance to a target object determined from sensor data, which is inductively transmitted to the bullet immediately after the measuring device has flown through. With this disassembly time, the time fuse is set so that the projectile can be disassembled in the area of the target object.
- an attacking target can be destroyed by multiple hits, as is known, for example, from a publication OC 2052 d 94 from the company Oerlikon-Contraves, Zurich, if, after the sub-projectiles have been ejected, Time of disassembly the expected area of the target is occupied by a cloud formed by the subprojectiles.
- the part carrying the subprojectiles is separated and torn open at predetermined breaking points.
- the ejected sub-projectiles describe a swirl-stabilized trajectory caused by the rotation of the projectile and lie evenly distributed on approximately semicircular curves of circular areas of a cone, so that a good chance of hitting or firing can be achieved.
- the invention has for its object to propose a method and a device according to the preamble, by means of which an optimal hit or shot probability can be achieved while avoiding the disadvantages mentioned above.
- a given optimal disassembly distance between a disassembly point of the projectile and a meeting point of the target is kept constant by correcting the disassembly time of the projectile.
- the correction is made by adding a correction factor multiplied by a speed difference to the disassembly time.
- the speed difference is formed from the difference between the current measured floor speed and a lead speed of the projectile, the lead speed being calculated from the mean of a number of previous successive floor speeds.
- the advantages achieved with the invention can be seen in the fact that a given disassembly distance is independent of the current measured bullet speed, so that a permanent optimal hit or shot probability can be achieved.
- the proposed correction factor for the correction of the disassembly time is based only on the shooting elements of the point of impact for the control of the weapon, namely the gun angles ⁇ , ⁇ , the time Tf and the lead speed V0v of the projectile. This enables simple integration into existing weapon control systems, which requires minimal effort.
- 1 denotes a fire control and 2 a gun.
- the fire control 1 consists of a search sensor 3 for the detection of a target 4 , a follow sensor 5 connected to the search sensor 3 for target detection, 3-D target tracking and 3-D target measurement, and a fire control computer 6 .
- the fire control computer 6 has at least one main filter 7 and a lead computing unit 9 .
- the main filter 7 is connected on the input side to the follow sensor 5 and on the output side to the lead computing unit 9 , the main filter 7 receiving the 3-D target data received from the follow sensor 5 in the form of estimated target data Z such as position, speed, acceleration, etc.
- Computing unit 9 forwards. Meteorological data can be supplied to the lead computing unit 9 via a further input Me. The meaning of the designations on the individual connections or connections is explained in more detail below on the basis of the functional description.
- a computer of the gun 2 has an evaluation circuit 10 , an update computing unit 11 and a correction computing unit 12 .
- the evaluation circuit 10 is connected on the input side to a measuring device 14 for the projectile velocity, which is arranged at the mouth of a gun barrel 13 and is described in more detail below with reference to FIG . 2 , and is connected on the output side to the lead computing unit 9 and the update computing unit 11 .
- the update computing unit 11 is connected on the input side to the reserve and to the correction computing unit 9, 12 and is connected on the output side to a programmer integrated in the measuring device 14 .
- the correction computing unit 12 is connected on the input side to the lead computing unit 9 and on the output side to the updating computing unit 11 .
- a gun servo 15 and a triggering device 16 responding to a fire command are also connected to the lead computing unit 9 .
- the connections between the fire control 1 and the gun 2 are combined to form a data transmission, which is designated by 17 .
- the meaning of the designations on the individual connections between the computing units 10, 11, 12 and between the fire control system 1 and the gun 2 is explained in more detail below on the basis of the functional description.
- 18 and 18 ' denote a floor which is shown during a programming phase ( 18 ) and at the time of disassembly ( 18' ).
- the projectile 18 is a programmable projectile with primary and secondary ballistics, which is equipped with an ejection charge and a time fuse and is filled with sub-projectiles 19 .
- a support tube 20 attached to the muzzle of the gun barrel 13 consists of three parts 21, 22, 23 . Between the first part 21 and the second or third part 22, 23 , ring coils 24, 25 are arranged for measuring the projectile speed. On the third part 23 — also called the programming part — a transmission coil 27 held in a coil body 26 is fastened. The type of attachment of the support tube 20 and the three parts 21, 22, 23 to each other is not shown and described. Lines 28, 29 are provided for supplying the ring coils. Soft iron rods 30 are arranged on the circumference of the support tube 20 for the purpose of shielding against magnetic fields which interfere with the measurement.
- the projectile 18 has a receiving coil 31 which is connected to a timer 34 via a filter 32 and a counter 33 .
- a pulse is generated in short succession in each ring coil.
- These pulses are fed to the evaluation circuit 10 ( FIG. 1 ), in which the projectile speed is calculated from the time interval of the pulses and a distance a between the ring coils 24, 25 .
- a disassembly time is calculated, as described in more detail below, which is transmitted inductively to the receiving coil 31 in digital form when the bullet 18 passes through the transmitting coil 27 for the purpose of setting the counter 32 .
- Pz denotes a point of disassembly of the projectile 18 .
- the ejected subprojectiles are, depending on the distance from the point of decomposition Pz, evenly distributed on approximately semicircular curves of (in perspective) circular areas F1, F2, F3, F4 of a cone C.
- F1, F2, F3, F4 of a cone C.
- the distance from the point of decomposition Pz is plotted in meters m
- the area sizes of the areas F1, F2, F3, F4 are plotted in square meters m 2 and their diameter in meters m.
- the warded off target designates the preceding in a meeting place or firing position (4) and in one of the meeting place or position firing position (4' is 4, and 4) is shown.
- the lead computation unit 9 calculates a target distance RT from a lead speed VOv and the target data Z, taking meteorological data into account for storeys with primary and secondary ballistics.
- the lead speed VOv is formed, for example, from the mean value of a number of measured projectile speeds Vm supplied via the data transmission 17 , which immediately precede the current measured projectile speed Vm.
- the lead computing unit 9 also determines a gun angle ⁇ of the azimuth and a gun angle I of the elevation.
- the quantities ⁇ , ⁇ , Tf and VOv are referred to as shooting elements of the meeting point and are fed to the correction computing unit 12 via the data transmission 17 .
- the shooting elements ⁇ and ⁇ are also fed to the gun servo 15 and the shooting elements VOv and Tf or Tz to the update computing unit 11 .
- the current (running) time (t) is interpolated or extrapolated.
- the correction arithmetic unit 12 calculates a correction actuator K at the beginning of each cycle i with the latest set of shooting elements ⁇ , ⁇ , Tz or Tf and VOv, for which purpose a determination equation for the correction factor K is developed as described in more detail below.
- v ⁇ rel the relative speed between floor and target and the derivation of the projectile position according to the amount of the initial speed.
- v o the relative speed between floor and target and the derivation of the projectile position according to the amount of the initial speed.
- Equation 11.1 The meeting condition is then The derivation of the equation Eq.10 after t o gives which is a breakdown of the target speed into the bullet speed and a vector C. ⁇ . represents, where is. It is known from general theory that under the given conditions the expression in equation Eq.11.1 is. In addition, the pipe speed small, so the vector in Equation 11.1 can be considered negligible. According to the general definition of the derivative, D 3 in Equation 11.1 applies If the elevation of the gun barrel 13 is neglected so that approximate results.
- Equation Eq.17 can be used to derive the flight time can be calculated by the fire control 1 using various mathematical methods. According to equation Eq. 13, ⁇ 2 is a known function of ⁇ ( t o ), ⁇ ( t o ) and ⁇ ( t o ). These sizes can either be calculated or measured directly on gun 2.
- the sizes are given by ballistics. There are functions in the first order of flight time and in the second order of pipe elevation, which can be negligible. For example, a solution according to d'Antonio can be used to determine these variables.
- the correction factor K results the sizes TG , ⁇ , ⁇ , ⁇ , ⁇ and v ⁇ o refer to the time t o .
- the disassembly distance Dz (Fig. 3, 4) can be independent of the scatter of the bullet speed be kept constant, so that an optimal meeting or Probability of shooting can be achieved.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung der Zerlegungszeit insbesondere eines programmierbaren Geschosses, wobei der Berechnung mindestens eine aus Sensordaten ermittelte Treffdistanz zu einem Zielobjekt, eine an der Mündung eines Geschützrohres gemessene Geschossgeschwindigkeit und eine vorgegebene optimale Zerlegungsdistanz zwischen einem Treffpunkt und einem Zerlegungspunkt des Geschosses zugrunde gelegt ist.The invention relates to a method for calculating the disassembly time, in particular of a programmable projectile, the calculation being based on at least one target distance to a target object determined from sensor data, a projectile speed measured at the muzzle of a gun barrel and a predetermined optimal disassembly distance between a meeting point and a disassembly point of the projectile is.
Mit der europäischen Patentanmeldung 0 300 255 ist eine Vorrichtung bekannt geworden, die eine an der Mündung eines Geschützrohres angeordnete Messvorrichtung für die Geschossgeschwindigkeit aufweist. Die Messvorrichtung besteht aus zwei in einem bestimmten Abstand voneinander angeordne-ten Ringspulen. Beim Durchgang eines Geschosses durch die beiden Ringspulen wird aufgrund der dabei auftretenden Aenderung des magnetischen Flus-ses kurz hintereinander in jeder Ringspule ein Impuls erzeugt. Die Impulse wer-den einer Auswerteelektronik zugeführt, in welcher aus dem zeitlichen Abstand der Impulse und dem Abstand zwischen den Ringspulen die Geschossgeschwindigkeit errechnet wird. In Bewegungsrichtung des Geschosses ist hinter der Messvorrichtung für die Geschwindigkeit eine Sendespule angeordnet, die mit einer im Geschoss vorgesehenen Empfangsspule zusammenwirkt. Die Empfangsspule ist über ein Hochpassfilter mit einem Zähler verbunden, der ausgangsseitig mit einem Zeitzünder in Verbindung steht. Aus der errechneten Geschossgeschwindigkeit und einer aus Sensordaten ermittelten Treffdistanz zu einem Zielobjekt wird eine Zerlegungszeit gebildet, die unmittelbar nach dem Durchfliegen der Messvorrichtung induktiv auf das Geschoss übertragen wird. Mit dieser Zerlegungszeit wird der Zeitzünder eingestellt, so dass das Geschoss im Bereiche des Zielobjektes zerlegtwerden kann.With the European patent application 0 300 255 a device has become known which has a measuring device for the projectile velocity arranged at the mouth of a gun barrel. The measuring device consists of two ring coils arranged at a certain distance from one another. When a bullet passes through the two ring coils, a pulse is generated in short succession in each ring coil due to the change in magnetic flux that occurs. The pulses are fed to an electronic evaluation system, in which the temporal distance of the impulses and the distance between the ring coils the bullet speed is calculated. In the direction of movement of the projectile, a transmitting coil is arranged behind the measuring device for the speed, which co-operates with a receiving coil provided in the projectile. The receiving coil is connected to a counter via a high-pass filter, which is connected on the output side to a timer. A disassembly time is formed from the calculated bullet speed and a hit distance to a target object determined from sensor data, which is inductively transmitted to the bullet immediately after the measuring device has flown through. With this disassembly time, the time fuse is set so that the projectile can be disassembled in the area of the target object.
Werden Geschosse mit Subprojektilen verwendet (Munition mit Primär- und Sekundärballistik), so kann wie beispielsweise aus einer Druckschrift OC 2052 d 94 der Firma Oerlikon-Contraves, Zürich, bekannt, ein angreifendes Ziel durch mehrfache Treffer zerstört werden, wenn nach Ausstossen der Subprojektile im Zerlegungszeitpunkt das Erwartungsgebiet des Zieles von einer durch die Subprojektile gebildeten Wolke belegt ist. Bei der Zerlegung eines solchen Geschosses wird der die Subprojektile tragende Teil abgetrennt und an Sollbruchstellen aufgerissen. Die ausgestossenen Subprojektile beschreiben eine durch die Rotation des Geschosses hervorgerufene drallstabilisierte Flugbahn und liegen gleichmässig verteilt auf annähernd halbkreisförmigen Kurven von Kreisflächen eines Kegels, so dass eine gute Treff- bzw. Abschusswahrscheinlichkeit erreicht werden kann.If projectiles with sub-projectiles are used (ammunition with primary and secondary ballistics), an attacking target can be destroyed by multiple hits, as is known, for example, from a publication OC 2052 d 94 from the company Oerlikon-Contraves, Zurich, if, after the sub-projectiles have been ejected, Time of disassembly the expected area of the target is occupied by a cloud formed by the subprojectiles. When dismantling such a projectile, the part carrying the subprojectiles is separated and torn open at predetermined breaking points. The ejected sub-projectiles describe a swirl-stabilized trajectory caused by the rotation of the projectile and lie evenly distributed on approximately semicircular curves of circular areas of a cone, so that a good chance of hitting or firing can be achieved.
Bei vorstehend beschriebener Vorrichtung kann durch Streuungen in der Zerlegungsdistanz, die beispielsweise durch Streuungen der Geschossgeschwindigkeit und/oder Verwendung nicht aktualisierter Werte verursacht werden, nicht in jedem Fall eine gute Treff- bzw. Abschusswahrscheinlichkeit erreicht werden. Bei grösseren Zerlegungsdistanzen würde wohl die Kreisfläche grösser, die Dichte der Subprojektile jedoch kleiner werden. Bei kleineren Zerlegungsdistanzen tritt der umgekehrte Fall ein: Die Dichte der Subprojektile wäre grösser, die Kreisfläche jedoch kleiner.In the device described above, scattering in the disassembly distance, which is caused, for example, by scattering in the bullet speed and / or the use of non-updated values, cannot always achieve a good probability of being hit or fired. With larger disassembly distances, the circular area would be larger, but the density of the subprojectiles would be smaller. The reverse occurs with smaller disassembly distances: the density of the subprojectiles would be greater, but the circular area would be smaller.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäss Oberbegriff vorzuschlagen, mittels welchen unter Vermeidung vorstehend erwähnter Nachteile eine optimale Treff- bzw. Abschusswahrscheinlichkeit erreichbar ist.The invention has for its object to propose a method and a device according to the preamble, by means of which an optimal hit or shot probability can be achieved while avoiding the disadvantages mentioned above.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Hierbei wird eine gegebene optimale Zerlegungsdistanz zwischen einem Zerlegungspunkt des Geschosses und einem Treffpunkt des Zieles durch Korrektur der Zerlegungszeit des Geschosses gleichbleibend gehalten. Die Korrektur erfolgt indem zur Zerlegungszeit ein mit einer Geschwindigkeitsdifferenz multiplizierter Korrekturfaktor addiert wird. Die Ge-schwindigkeitsdifferenz wird aus der Differenz der aktuellen gemessenen Geschossge-schwindigkeit und einer Vorhaltgeschwindigkeit des Geschosses gebildet, wobei die Vor-haltgeschwindigkeit aus dem Mittelwert einer Anzahl vorhergehender, aufeinanderfolgender Geschossgeschwindigkeiten errechnet wird.This object is achieved by the invention specified in
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass eine gegebene Zerlegungsdistanz von der aktuellen gemessenen Geschossgeschwindigkeit unabhängig ist, so dass eine dauernde optimale Treff- bzw. Abschusswahrscheinlichkeit erzielt werden kann. Der vorgeschlagene Korrekturfaktor für die Korrektur der Zerlegungszeit basiert lediglich auf den Schiesselementen des Treffpunktes für die Steuerung der Waffe, nämlich den Geschützwinkeln α, λ, der Treffzeit Tf und der Vorhaltgeschwindigkeit V0v des Geschosses. Damit ist die Möglichkeit einer einfachen, einen minimalen Aufwand erfordernden Integration in bereits bestehende Waffensteuerungssysteme gegeben.The advantages achieved with the invention can be seen in the fact that a given disassembly distance is independent of the current measured bullet speed, so that a permanent optimal hit or shot probability can be achieved. The proposed correction factor for the correction of the disassembly time is based only on the shooting elements of the point of impact for the control of the weapon, namely the gun angles α, λ, the time Tf and the lead speed V0v of the projectile. This enables simple integration into existing weapon control systems, which requires minimal effort.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen.
- Fig.1
- eine schematische Darstellung eines Waffensteuerungs-Systems mit der er findungsgemässen Vorrichtung,
- Fig.2
- einen Längsschnitt durch eine Mess- und Programmiervorrichtung,
- Fig.3
- ein Diagramm der Verteilung von Subprojektilen in Abhängigkeit von der Zer legungsdistanz, und
- Fig.4
- eine andere Darstellung des Waffensteuerungs-Systems gemäss Fig.1.
- Fig. 1
- 1 shows a schematic illustration of a weapon control system with the device according to the invention,
- Fig. 2
- a longitudinal section through a measuring and programming device,
- Fig. 3
- a diagram of the distribution of subprojectiles depending on the decomposition distance, and
- Fig. 4
- another representation of the weapon control system according to Fig.1.
In der Fig.1 ist mit 1 eine Feuerleitung und mit 2 ein Geschütz bezeichnet. Die Feuerleitung 1 besteht aus einem Suchsensor 3 für die Entdeckung eines Zieles 4, einem mit dem Suchsensor 3 verbundenen Folgesensor 5 für die Zielerfassung, die 3-D-Zielverfolgung und die 3-D-Zielvermessung, sowie einem Feuerteitungsrechner 6. Der Feuerleitungsrechner 6 weist mindestens ein Hauptfilter 7 und eine Vorhalt-Rechen-einheit 9 auf. Das Hauptfilter 7 ist eingangsseitig mit dem Folgesensor 5 und ausgangsseitig mit der Vorhalt-Recheneinheit 9 verbunden, wobei das Hauptfilter 7 die vom Folgesensor 5 empfangenen 3-D-Zieldaten in Form von geschätzten Zieldaten Z wie Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung usw. an die Vorhalt-Recheneinheit 9 weiterleitet. Ueber einen weiteren Eingang Me können der Vorhalt-Recheneinheit 9 meteorologische Daten zugeführt werden. Die Bedeutung der Bezeichnungen an den einzelnen Verbindungen bzw. Anschlüssen wird nachstehend anhand der Funktionsbeschreibung näher erläutert.In Figure 1, 1 denotes a fire control and 2 a gun. The
Ein Rechner des Geschützes 2 weist eine Auswerteschaltung 10, eine Aufdatierungs-Recheneinheit 11 und eine Korrektur-Recheneinheit 12 auf. Die Auswerteschaltung 10 ist eingangsseitig an einer an der Mündung eines Geschützrohres 13 angeordneten, nachstehend anhand der Fig.2 näher beschriebenen Messvorrichtung 14 für die Geschossgeschwindigkeit angeschlossen und ausgangsseitig mit der Vorhalt-Recheneinheit 9 und der Aufdatierungs-Recheneinheit 11 verbunden. Die Aufdatierungs-Recheneinheit 11 ist eingangsseitig an der Vorhalt- und an der Korrektur-Recheneinheit 9, 12 angeschlossen und steht ausgangsseitig mit einem in der Messvorrichtung 14 integrierten Programmierte in Verbindung. Die Korrektur-Recheneinheit 12 ist eingangsseitig mit der Vorhalt-Recheneinheit 9 und ausgangsseitig mit der Aufdatier-Recheneinheit 11 verbunden. Ein Geschützservo 15 und eine auf einen Feuerbefehl ansprechende Auslöseeinrichtung 16 sind ebenfalls an der Vorhalt-Recheneinheit 9 angeschlossen. Die Verbindungen zwi-schen der Feuerleitung 1 und dem Geschütz 2 sind zu einer Data-Transmission zusammengefasst, die mit 17 bezeichnet ist. Die Bedeutung der Bezeichnungen an den einzelnen Verbindungen zwischen den Recheneinheiten 10, 11, 12 sowie zwischen der Feuerleitung 1 und dem Geschütz 2 wird nachstehend anhand der Funktionsbeschreibung näher erläutert. Mit 18 und 18' ist ein Geschoss bezeichnet, das während einer Program-mierphase (18) und im Zerlegungszeitpunkt (18') dargestellt ist. Beim Geschoss 18 handelt es sich um ein programmierbares Geschoss mit Primär-und Sekundärballistik, das mit einer Ausstossladung und einem Zeitzünder ausgestattet und mit Subprojektilen 19 gefüllt ist.A computer of the
Gemäss Fig.2 besteht ein an der Mündung des Geschützrohres 13 befestigtes Tragrohr 20 aus drei Teilen 21, 22, 23. Zwischen dem ersten Teil 21 und dem zweiten bzw. dritten Teil 22, 23 sind Ringspulen 24, 25 für die Messung der Geschossgeschwindigkeit angeordnet. Am dritten Teil 23 -auch Programmierteil genannt- ist eine in einem Spulenkörper 26 gehaltene Sendespule 27 befestigt. Die Art der Befestigung des Tragrohres 20 und der drei Teile 21, 22, 23 miteinander ist nicht weiter dargestellt und beschrieben. Für die Speisung der Ringspulen sind Leitungen 28, 29 vorgesehen. Am Umfang des Tragrohres 20 sind zwecks Abschirmung von die Messung störenden Magnetfeldem Weicheisenstäbe 30 angeordnet. Das Geschoss 18 weist eine Empfangsspule 31 auf, die über ein Filter 32 und einen Zähler 33 mit einem Zeitzünder 34 verbunden ist. Beim Durchgang des Geschosses 18 durch die beiden Ringspulen 24, 25 wird kurz hintereinander in jeder Ringspule ein Impuls erzeugt. Diese Impulse werden der Auswerteschaltung 10 (Fig.1) zugeführt, in welcher aus dem zeitlichen Abstand der Impulse und einem Abstand a zwischen den Ringspulen 24, 25 die Geschossgeschwindigkeit errechnet wird. Unter Berück-sichtigung der Geschossgeschwindigkeit wird, wie nachstehend näher beschrieben, eine Zerlegungszeit errechnet, die in digitaler Form beim Durchgang des Geschos-ses 18 durch die Sendespule 27 zum Zwecke der Einstellung des Zählers 32 induktiv auf die Empfangsspule 31 übertragen wird.According to FIG. 2 , a
In der Fig.3 ist mit Pz ein Zerlegungspunkt des Geschosses 18 bezeichnet. Die ausgestossenen Subprojektile liegen je nach Abstand von Zerlegungspunkt Pz gleichmässig verteilt auf annähernd halbkreisförmigen Kurven von (perspektivisch dargestellten) Kreisflächen F1, F2, F3, F4 eines Kegels C. Auf einer ersten Abzisse I ist der Abstand vom Zerlegungspunkt Pz in Metern m aufgetragen, während auf einer zweiten Abzisse II die Flächengrössen der Flächen F1, F2, F3, F4 in Quadratmetern m2 und deren Durchmesser in Metern m aufgetragen sind. Bei einem charakteristischem Geschoss mit beispielsweise 152 Subprojektilen und einem Scheitelwinkel des Kegels C von anfänglich 10° ergeben sich in Abhängigkeit vom Abstand die auf der Abzisse II aufgetragenen Werte. Die Dichte der auf den Kreisflächen F1, F2, F3, F4 befindlichen Subprojektile nimmt mit zunehmendem Abstand ab und beträgt bei den gewählten Verhältnissen 64, 16, 7 und 4 Subprojektile pro Quadratmeter. Bei einer vorgegebenen, der nachfolgend beschriebenen Berechnung der Zerlegungszeit zugrunde gelegten Zerlegungsdistanz Dz von beispielsweise 20 m, würde beim angenommenen Beispiel ein Zielgebiet von 3,5 m Durchmesser mit 16 Subprojektilen pro Quadratmeter belegt sein.In Figure 3 , Pz denotes a point of disassembly of the projectile 18 . The ejected subprojectiles are, depending on the distance from the point of decomposition Pz, evenly distributed on approximately semicircular curves of (in perspective) circular areas F1, F2, F3, F4 of a cone C. On a first abscissa I, the distance from the point of decomposition Pz is plotted in meters m, while on a second abscissa II, the area sizes of the areas F1, F2, F3, F4 are plotted in square meters m 2 and their diameter in meters m. In the case of a characteristic projectile with, for example, 152 subprojectiles and an apex angle of the cone C of initially 10 °, the values plotted on the abscissa II are obtained as a function of the distance. The density of the subprojectiles on the circular areas F1, F2, F3, F4 decreases with increasing distance and is 64, 16, 7 and 4 subprojectiles per square meter with the selected ratios. Given a given disassembly distance Dz, which is based on the calculation of the disassembly time described below, for example 20 m, a target area of 3.5 m diameter would be occupied with 16 subprojectiles per square meter in the assumed example.
In der Fig.4 ist mit 4 und 4' das abzuwehrende Ziel bezeichnet, das in einer Treff- bzw. Abschussposition (4) und in einer der Treff- bzw. Abschussposition vorhergehenden Position (4') dargestellt ist.In the Figure 4 'the warded off target designates the preceding in a meeting place or firing position (4) and in one of the meeting place or position firing position (4' is 4, and 4) is shown.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:The device described above works as follows:
Die Vorhalt-Recheneinheit 9 errechnet aus einer Vorhaltgeschwindigkeit VOv und den Zieldaten Z unter Berücksichtigung von meteorologischen Daten bei Geschossen mit Primär-und Sekundärballistik eine Treffdistanz RT.The lead computation unit 9 calculates a target distance RT from a lead speed VOv and the target data Z, taking meteorological data into account for storeys with primary and secondary ballistics.
Die Vorhaltgeschwindigkeit VOv wird beispielsweise aus dem Mittelwert einer Anzahl über die Data-Transmission 17 zugeführter gemessener Geschossgeschwindigkeiten Vm gebildet, die der aktuellen gemessenen Geschossgeschwindigkeit Vm unmittelbar vorhergehen.The lead speed VOv is formed, for example, from the mean value of a number of measured projectile speeds Vm supplied via the
Aufgrund einer vorgegebenen Zerlegungsdistanz Dz und unter Berücksichtigung der von einer Treffzeit Tf abhängigen Geschossgeschwindigkeit Vg (Tf) kann eine Zerlegungszeit Tz des Geschosses nach folgenden Beziehungen ermittelt werden:
Die Vorhalt-Recheneinheit 9 ermittelt ferner einen Geschützwinkel α des Azimutes und einen Geschütrwinkel I der Elevation. Die Grössen α, λ, Tf und VOv werden als Schiesselemente des Treffpunktes bezeichnet und über die Data-Transmission 17 der Korrektur-Recheneinheit 12 zugeführt. Die Schiesselemente α und λ werden ausserdem noch dem Geschützservo 15 und die Schiesselemente VOv und Tf oder Tz noch der Aufdatier-Recheneinheit 11 zugeführt.The lead computing unit 9 also determines a gun angle α of the azimuth and a gun angle I of the elevation. The quantities α, λ, Tf and VOv are referred to as shooting elements of the meeting point and are fed to the
Die vorstehend beschriebenen Berechnungen werden taktweise wiederholt durchgeführt, so dass jeweils im aktuellen Takt i die neuesten Daten α, λ, Tz oder Tf und VOv für eine bestimmte Gültigkeitsdauer zur Verfügung stehen.The calculations described above are repeated in cycles, so that the latest data α, λ, Tz or Tf and VOv are available for a specific period of validity in the current cycle i.
Zwischen den Taktwerten wird für die aktuellen (laufende) Zeit (t) jeweils interpoliert bzw. extrapoliert.Between the clock values, the current (running) time (t) is interpolated or extrapolated.
Die Korrektur-Recheneinheit 12 errechnet am Anfang eines jeden Taktes i mit dem jeweils neuesten Satz Schiesselemente α, λ, Tz oder Tf und VOv einen Korrekturtaktor K, zu welchem Zweck wie nachstehend näher beschrieben eine Bestimmungsgleichung für den Korrekturfaktor K entwickelt wird.The correction
In einer Definition des Korrekturfaktors K
Aus den Gleichungen Gl.14 und Gl.15 folgt unter Berücksichtigung der Definitionen für pG,vG und vZ
Die Grössen
Die vorstehend angewendete mathematische bzw. physikalische Notation bedeutet:
∥
〈
Id Einheitsmatrix
· skalare oder Matrixmultiplikation
g := A. die Grösse g wird definiert als Ausdruck A
g = g(x 1 , ..., x n ) die Grösse g hängt ab von x1,.......,xn
t ↦ g(t) Zuordnung (t wird die Auswertung von g an der Stelle t zugeordnet)
ġ Ableitung von g nach der Zeit
D i g(x 1 , ...,x n ) partielle Ableitung von g nach der i-ten Variablen
lim h →0 A(h) Limes des Ausdruckes A für h gegen 0
inf t M Infimum der Menge M über alle t
P
α, λ Azimut und Elevation des Geschützrohres
v o Betrag der Komponente der Vorhalt-Anfangsgeschwindigkeit der Geschosses in Rohrrichtung
v m Betrag der Komponente der effektiven Anfangsgeschwindigkeit des Geschosses in Rohrrichtung
TG Vorhalt Flugzeit des Geschosses
t* Flugzeit des Geschosses
t o Zeitpunkt zu dem das Geschoss die Rohrmündung passiert.The mathematical or physical notation used above means:
∥
〈
Id unit matrix
· Scalar or matrix multiplication
g : = A. size g is defined as expression A
g = g ( x 1 , ..., x n ) the size g depends on x 1 , ......., x n
t ↦ g ( t ) assignment (t is assigned the evaluation of g at point t)
ġ derivative of g over time
D i g ( x 1 , ..., x n ) partial derivative of g according to the i-th variable
lim h → 0 A ( h ) Limes of the expression A for h against 0
inf t M Infimum of the set M over all t
P
α, λ azimuth and elevation of the gun barrel
v o Amount of the component of the initial initial velocity of the projectile in the pipe direction
v m Amount of the component of the effective initial velocity of the projectile in the pipe direction
TG lead flight time of the projectile
t * flight time of the projectile
t o time at which the projectile passes the pipe muzzle.
Die Aufdatierungs-Recheneinheit 11 errechnet aus dem von der Korrektur-Recheneinheit 12 zugeführten Korrekturfaktor K, der von der Auswerteschaltung 10 zugeführten aktuellen gemessenen Geschossgeschwindigkeit Vm und der von der Vorhalt-Recheneinheit 9 zugeführten Vorhaltgeschwindigkeit Vov und Zerlegungszeit Tz eine korrigierte Zerlegungszeit Tz (Vm) nach der Beziehung
Die korrigierte Zerlegungszeit Tz (Vm) wird je nach Zeitgültigkeit für die aktuelle laufende Zeit t interpoliert bzw. extrapoliert. Die neu errechnete Zerlegungszeit Tz(Vm,t) wird der Sendespule 27 des Programmierteils 23 der Messvorrichtung 14 zugeführt und wie bereits vorstehend anhand der Fig.2 beschrieben induktiv auf ein vorbeifliegendes Geschoss 18 übertragen.The corrected decomposition time Tz (Vm) is interpolated or extrapolated depending on the validity for the current running time t. The newly calculated disassembly time Tz (Vm, t) is fed to the
Mit der Korrektur der Zerlegungszeit Tz kann die Zerlegungsdistanz Dz (Fig.3,4) unabhängig von den Streuungen der Geschossgeschwindigkeit gleichbleibend gehalten werden, so dass eine optimale Treff-bzw. Abschusswahrscheinlichkeit erzielt werden kann.With the correction of the disassembly time Tz, the disassembly distance Dz (Fig. 3, 4) can be independent of the scatter of the bullet speed be kept constant, so that an optimal meeting or Probability of shooting can be achieved.
Anstatt Gleichung Gl.9, kann bei Annahme gestreckter Ballistik auch
- 11
- FeuerleitungFire control
- 22nd
- Geschützgun
- 33rd
- SuchsensorSearch sensor
- 44th
- Zieltarget
- 55
- FolgesensorFollow sensor
- 66
- FeuerleitungsrechnerFire control computer
- 77
- HauptfilterMain filter
- 99
- Vorhalt-RecheneinheitLead computing unit
- 1010th
- AuswerteschaltungEvaluation circuit
- 1111
- Aufdatierungs-RecheneinheitUpdate processing unit
- 1212th
- Korrektur-RecheneinheitCorrection computing unit
- 1313
- GeschützrohrGun barrel
- 1414
- MessvorrichtungMeasuring device
- 1515
- GeschützservoGun servo
- 1616
- AuslöseeinrichtungRelease device
- 1717th
- Data-TransmissionData transmission
- 1818th
- Geschossbullet
- 18'18 '
- Geschossbullet
- 1919th
- SubprojektilSubprojectile
- 2020th
- TragrohrSupport tube
- 2121
- Erster TeilFirst part
- 2222
- Zweiter TeilSecond part
- 2323
- Dritter Teilthird part
- 2424th
- RingspuleRing coil
- 2525th
- RingspuleRing coil
- 2626
- SpulenkörperBobbin
- 2727
- SendespuleTransmitter coil
- 2828
- Leitungmanagement
- 2929
- Leitungmanagement
- 3030th
- WeicheisenstäbeSoft iron bars
- 3131
- EmpfangsspuleReceiving coil
- 3232
- Filterfilter
- 3333
- Zählercounter
- 3434
- ZeitzünderTimer
- aa
- Abstanddistance
- PzPz
- Position des ZerlegungspunktesPosition of the decomposition point
- F1-F4F1-F4
- KreisflächenCircular areas
- CC.
- Kegelcone
- II.
- Erste AbzisseFirst abscissa
- IIII
- Zweite AbzisseSecond abscissa
- DzDz
- ZerlegungsdistanzDisassembly distance
- RTRT
- TreffdistanzHit distance
- VOvVOv
- VorhaltgeschwindigkeitLead speed
- VmVm
- Aktuelle gemessene GeschossgeschwindigkeitCurrent measured bullet speed
- TzTz
- ZerlegungszeitDisassembly time
- tsts
- SubprojektilflugzeitSubprojectile flight time
- PfPf
- Treffpunktmeeting point
- αα
- GeschützwinkelGun angle
- λλ
- GeschützwinkelGun angle
- TfTf
- TreffzeitMeeting time
- TGTG
- FlugzeitFlight time
- Tz(Vm)Tz (Vm)
- Korrigierte ZerlegungszeitCorrected disassembly time
- MeMe
- Eingang (Meteo)Entrance (Meteo)
- ZZ.
- ZieldatenTarget dates
Claims (3)
dadurch gekennzeichnet,
dass die gegebene Zerlegungsdistanz (Dz) durch Korrektur der Zerlegungszeit (Tz) konstant gehalten wird, wobei die Korrektur durch die Beziehung
characterized,
that the given disassembly distance (Dz) is kept constant by correcting the disassembly time (Tz), the correction by the relationship
dadurch gekennzeichnet,
dass der Korrekturfaktor (K) ausgehend von der Definition
characterized,
that the correction factor (K) based on the definition
dadurch gekennzeichnet,
dass die Grössen
characterized,
that the sizes
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