EP0802391A1 - Verfahren zur Ermittlung der Zerlegungszeit eines programmierbaren Geschosses - Google Patents

Abstract

Mit diesem Verfahren kann die Treffwahrscheinlichkeit von programmierbaren Geschossen verbessert werden. Zu diesem Zweck wird eine gegebene optimale Zerlegungsdistanz (Dz) zwischen einem Zerlegungspunkt (Pz) des Geschosses (18) und einem Treffpunkt (Pf) des Zieles durch Korrektur der Zerlegungszeit (Tz) des Geschosses (18) konstant gehalten. Die Korrektur erfolgt, indem zur Zerlegungszeit (Tz) ein mit einer Geschwindigkeitsdifferenz multiplizierter Korrekturfaktor addiert wird. Die Geschwindigkeitsdifferenz wird aus der Differenz der aktuellen gemessenen Geschossgeschwindigkeit und einer Vorhaltgeschwindigkeit des Geschosses gebildet, wobei die Vorhaltgeschwindigkeit aus dem Mittelwert einer Anzahl vorhergehender, aufeinanderfolgender Geschossgeschwindigkeiten errechnet wird. <IMAGE>

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung der Zerlegungszeit 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.
• 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 angeordneten Ringspulen. Beim Durchgang eines Geschosses durch die beiden Ringspulen wird aufgrund der dabei auftretenden Aenderung des magnetischen Flusses kurz hintereinander in jeder Ringspule ein Impuls erzeugt. Die Impulse werden 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 zerlegt werden kann.
• Werden Geschosse mit Subprojektilen verwendet (Munition mit Primär- und Sekundärballistik), so kann wie beispielsweise aus einer Druckschritt 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 Treffwahrscheinlichkeit erreicht werden kann.
• 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.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren gemäss Oberbegriff vorzuschlagen, mittels welchen unter Vermeidung vorstehend erwähnter Nachteile eine optimale Treff- bzw. Abschusswahrscheinlichkeit erreichbar ist.
• 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 Korrek-tur erfolgt indem zur Zerlegungszeit ein mit einer Geschwindigkeitsdifferenz multiplizierter Korrekturfaktor addiert wird. Die Geschwindigkeitsdifferenz wird aus der Differenz der aktuellen gemessenen Geschossgeschwindigkeit und einer Vorhaltgeschwindigkeit des Geschosses gebildet, wobei die Vorhaltgeschwindigkeit aus dem Mittelwert einer Anzahl vorhergehender, aufeinanderfolgender Geschossgeschwindigkeiten errechnet wird.
• 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 der relativen Geschwindigkeit Geschoss-Ziel und einer Ableitung der Ballistik im Treffpunkt.
• 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.

• 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 Feuerleitungsrechner 6. Der Feuerleitungsrechner 6 weist mindestens ein Hauptfilter 7, eine Vorhalt-Recheneinheit 9 und eine Korrektur-Recheneinheit 12 auf. Das Hauptfilter 7 ist eingangsseitig mit dem Folgesensor 5 und ausgangsseitig mit der Vorhalt-Recheneinheit 9 verbunden, wobei das Haupt-filter 7 die vom Folgesensor 5 empfangenen 3-D-Zieldaten in Form von geschätzten Zieldaten 2 wie Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung usw. an die Vorhalt-Recheneinheit 9 weiterleitet, die ausgangsseitig mit der Korrektur-Recheneinheit in Verbindung steht. 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.
• Ein Rechner des Geschützes 2 weist eine Auswerteschaltung 10 und eine Aufdatierungs-Recheneinheit 11 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 Programmierteil in Verbindung. Die Korrektur-Recheneinheit 12 ist eingangsseitig mit der Vorhalt-Rechen-einheit 9 und ausgangsseitig mit der Aufdatier-Recheneinheit 11 verbunden. Ein Geschützservo 15 und eine auf einen Feuerbefehl ansprechende Auslöse-einrichtung 16 sind ebenfalls an der Vorhalt-Recheneinheit 9 angeschlossen. Die Verbindungen zwischen 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 Programmierphase (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.
• 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 Programmier-teil genannt- ist eine in einem Spulenkörper 26 gehaltene Sendespule 27 be-festigt. 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 Magnetfeldern 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 Berücksichtigung der Geschossgeschwindigkeit wird, wie nachstehend näher beschrieben, eine Zerlegungszeit errechnet, die in digitaler Form beim Durchgang des Geschosses 18 durch die Sendespule 27 zum Zwecke der Einstellung des Zählers 32 induktiv auf die Empfangsspule 31 übertragen wird.
• 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 annähern halbkreisförmigen Kurven von (perspek-tivisch 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 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.
• Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:
• Die Vorhalt-Recheneinheit 9 errechnet aus einer vorgegebenen Zerlegungsdistanz Dz, einer Vorhaltgeschwindigkeit VOv und den Zieldaten Z unter Berücksichtigung von meteorologischen Daten bei Geschossen mit Primär-und Sekundärballistik eine Treffdistanz RT, eine Zerlegungszeit Tz und eine Subprojektilflugzeit ts. Hierbei ist Tz die Flugzeit des Geschosses bis zum Zerlegungspunkt Pz und ts die Flugzeit eines in der Geschossrichtung fliegenden Subprojektiles vom Zerlegungspunkt Pz bis zum Treffpunkt Pf (Fig.3,4).
• 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.
• Die Vorhalt-Recheneinheit 9 ermittelt ferner einen Geschützwinkel α des Azimutes und einen Geschütswinkel λ der Elevation. Die Grössen α, λ, Tz und VOv werden der Korrektur-Recheneinheit 12 zugeführt, die wie nachstehend näher beschrieben einen Korrekturfaktor K errechnet. Die Grössen α, λ, Tz, VOv und K werden als Schiesselemente des Treffpunktes bezeichnet und über die Data-Transmission 17 dem Geschütsrechner zugeführt, wobei die Schiesselemente α und λ dem Geschützservo 15 und die Schiesselemente VOv, Tz und K der Aufdatier-Recheneinheit 11 zugeführt werden. Wenn nur Primärballistik zur Anwendung kommt, so wird anstelle der Zerlegungszeit Tz die Treffzeit $\text{Tf = Tz+ts}$

  

  übermittelt (Fig.1, Fig.4).
• Die vorstehend beschriebenen Berechnungen werden taktweise wiederholt durchgeführt, so dass jeweils im aktuellen Takt i die neuesten Daten α, λ, Tz oderTf, VOv und K für eine bestimmte Gültigkeitsdauer zur Verfügung stehen.
• Zwischen den Taktwerten wird für die aktuellen (laufende) Zeit (t) jeweils interpoliert bzw. extrapoliert.
• Die Ballistik eines Geschosses wird durch ein System von Differentialgleichungen der Form

  

  beschrieben, wobei zusammen mit den Anfangsbedingungen

  

  eine eindeutige ballistische Lösung

  

  bestimmt wird. Im durch die Gleichungen Gl.1 und Gl.2 bestimmten System ist als Randbedingung die Treffbedingung

  

  enthalten, wobei $\mathit{\text{TG}}\text{=}\mathit{\text{TG}}\text{(}{\mathit{\text{t}}}_{\mathit{\text{o}}}\text{,}{\overrightarrow{\mathit{\text{v}}}}_{\mathit{\text{o}}}\text{(}{\mathit{\text{t}}}_{\mathit{\text{o}}}\text{))}$

  

  ist, und wobei die Vorhalt-Grösse $\overrightarrow{\mathit{\text{v}}}$

  

  _o (t _o ) vom Geschoss nicht als Anfangsgeschwindigkeit angenommen wird. Mit

  

  wird eine Komponente von $\overrightarrow{\mathit{\text{v}}}$

  

  _o (t _o ) in Rohrrichtung und mit $\overrightarrow{\mathit{\text{v}}}$

  

  _o ⁽²⁾ eine senkrecht dazu gerichtete Komponente definiert, so dass

  

  ist, wobei

  

  die Geschwindigkeit der Rohrmündung bedeutet und eine Vorhalt-Grösse ist, welche vom Geschoss tatsächlich eingehalten wird. Dagegen kann à priori keine Aussage über den Betrag der Komponente der Anfangsgeschwindigkeit des Geschosses in Rohrrichtung gemacht werden. Die Grösse

  

  wird vom Geschoss in der Tat nicht genau angenommen. Der tatsächliche Betrag der Komponente der Anfangsgeschwindigkeit des Geschosses in Rohrrichtung wird mit Vm bezeichnet. Diese Grösse wird für jedes Geschoss an der Rohrmündung gemessen (Fig.1 und 2). Die effektive Anfangsgeschwindigkeit des Geschosses beträgt jetzt

  
• Der Einfachheit halber kann die Abhängigkeit von der Anfangsgeschwindigkeit durch die Abhängigkeit vom Betrag der Komponente der Anfangsgeschwindigkeit in Rohrrichtung ersetzt werden, so dass

  

  ist und sich die ballistische Lösung zu

  

  ergibt. Mit der effektiven Anfangsgeschwindigkeit gemäss Gleichung Gl.5 ist die Lösung der Gleichungen Gl.1, Gl.2 von der Form

  
• Ein Geschoss mit der durch t ↦ $\overrightarrow{\mathit{\text{p}}}$

  

  _G (t, P $\overrightarrow{\mathit{\text{o}}}$

  

  s _o ,v _m ) gegebenen Bahn wird das Ziel im allgemeinen nicht mehr treffen. Bei der Berechnung des Korrekturfaktors K wird daher von der durch die Definition

  

  gegebenen Flugzeit t* des kleinsten Abstandes zwischen einem Geschoss und einem Ziel und der partiellen Ableitung nach der Flugzeit

  

  ausgegangen und durch Einsetzen der Definition

  

  die Gleichung Gl.6 vereinfacht. Durch differenzieren der Gleichung Gl.6 wird

  

  gewonnen. Danach wird die als Randbedingung im System der Differentialgleichungen der Ballistik enthaltene Treffbedingung gemäss Gleichung Gl.3 unter Berücksichtigung der Definition für t*

  

  eingesetzt, wobei aus Gleichung Gl.7 für ${\text{v}}_{\text{m}}{\text{=v}}_{\text{o}}$

  

  

  folgt. Durch Einsetzen der Definition

  

  wird Gleichung Gl.7.1 vereinfacht, wobei sich der Korrekturfaktor K zu

  

  ergibt.
• Die vorstehend angewendete mathematische bzw. physikalische Notation bedeutet:
  $\overrightarrow{\mathit{\text{v}}}$

  

    ein Vektor
  ∥ $\overrightarrow{\mathit{\text{v}}}$

  

  ∥  Norm des Vektors
  〈 $\overrightarrow{\mathit{\text{u}}}$

  

  , $\overrightarrow{\mathit{\text{v}}}$

  

  〉  Skalarprodukt
  ·  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,....,x_n
  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
  $\frac{\text{∂}}{\text{∂t}}$

  

  g(t,x ₁,...,x _n )  partielle Ableitung von g nach der Zeit t
  inf _t M  Infimum der Menge M über alle t
  $\overrightarrow{\mathit{\text{p}}}$

  

  _G , $\overrightarrow{\mathit{\text{v}}}$

  

  _G , $\overrightarrow{\mathit{\text{a}}}$

  

  _G   Position,Geschwindigkeit,Beschleunigung des Geschosses
  $\overrightarrow{\mathit{\text{p}}}$

  

  _Z , $\overrightarrow{\mathit{\text{v}}}$

  

  _Z , $\overrightarrow{\mathit{\text{a}}}$

  

  _Z   Position,Geschwindigkeit,Beschleunigung des Zieles
  $\overrightarrow{\mathit{\text{p}}}$

  

  _rel , $\overrightarrow{\mathit{\text{v}}}$

  

  _rel , $\overrightarrow{\mathit{\text{a}}}$

  

  _rel   relative Position,Geschwindigkeit,Beschleunigung Geschoss-Ziel
  P $\overrightarrow{\mathit{\text{o}}}$

  

  s  Position der Rohrmündung
  $\overrightarrow{\mathit{\text{v}}}$

  

  _o   Vorhalt-Anfangsgeschwindigkeit des Geschosses
  v _o   Betrag der Komponente der Vorhalt-Anfangsgeschwindigkeit des 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.
• 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 Zuge-führten Vorhaltgeschwindigkeit Vov und Zerlegungszeit Tz eine korrigierte Zerlegungszeit Tz (Vm) nach der Beziehung $$\text{Tz (Vm) = Tz + K * (Vm-VOv).}$$

  
• Die korrigierte Zerlegungszeit Tz (Vm) wird je nach Zeitgültigkeit für die aktuelle laufende Zeit t interpoliert bzw. extrapoliert. Die nun 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.
• Mit der Korrektur der Zerlegungszeit Tz kann die Zerlegungsdistanz Dz (Fig.3,4) unabhängig von den Streuungen der Geschossgeschwindigkeit, und/oder verursacht durch Verwendung nicht aktualisierter Werte gleichbleibend gehalten werden, so dass eine optimale Treff-bzw. Abschusswahrscheinlichkeit erzielt werden kann.
Bezugszeichenliste

1

Feuerleitung

2

Geschütz

3

Suchsensor

4

Ziel

5

Folgesensor

6

Feuerleitungsrechner

7

Hauptfilter

9

Vorhalt-Recheneinheit

10

Auswerteschaltung

11

Aufdatierungs-Recheneinheit

12

Korrektur-Recheneinheit

13

Geschützrohr

14

Messvorrichtung

15

Geschützservo

16

Auslöseeinrichtung

17

Data-Transmission

18

Geschoss

18'

Geschoss

19

Subprojektil

20

Tragrohr

21

Erster Teil

22

Zweiter Teil

23

Dritter Teil

24

Ringspule

25

Ringspule

26

Spulenkörper

27

Sendespule

28

Leitung

29

Leitung

30

Weicheisenstäbe

31

Empfangsspule

32

Filter

33

Zähler

34

Zeitzünder

a

Abstand

Pz

Position des Zerlegungspunktes

F1-F4

Kreisflächen

C

Kegel

I

Erste Abzisse

II

Zweite Abzisse

Dz

Zerlegungsdistanz

RT

Treffdistanz

VOv

Vorhaltgeschwindigkeit

Vm

Aktuelle gemessene Geschossgeschwindigkeit

Tz

Zerlegungszeit

ts

Subprojektilflugzeit

Pf

Treffpunkt

α

Geschützwinkel

λ

Geschützwinkel

Tf

Treffzeit

TG

Flugzeit

Tz(Vm)

Korrigierte Zerlegungszeit

Me

Eingang (Meteo)

Claims (2)

1. Verfahren zur Berechnung der Zerlegungszeit eines programmierbaren Geschosses, wobei der Berechnung mindestens eine aus Sensordaten ermittelte Treffdistanz (RT) zu einem Zielobjekt, eine an der Mündung eines Geschützrohres (13) gemessene Geschossgeschwindigkeit (Vm) und eine gegebene Zerlegungsdistanz (Dz) zwischen einem Treffpunkt (Pf) und einem Zerlegungspunkt (Pz) des Geschosses (18) zugrunde ge legt ist,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass die gegebene Zerlegungsdistanz (Dz) durch Korrektur der Zerlegungszeit (Tz) gleichbleibend gehalten wird, wobei die Korrektur durch die Beziehung $$\text{Tz (Vm) = Tz + K * (Vm-Vov)}$$

   

   erfolgt, und wobei

   Tz (Vm)   die korrigierte Zerlegungszeit,

   Tz   die Zerlegungszeit,

   K   einen Korrekturfaktor,

   Vm   die aktuelle gemessene Geschossgeschwindigkeit und

   VOv   eine Vorhaltgeschwindigkeit des Geschosses bedeuten.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass der Korrekturfaktor (K) ausgehend von der durch die Definition

   

   gegebenen Flugzeit (t*) des kleinsten Abstandes zwischen einem Geschoss und einem Ziel und der partiellen Ableitung nach der Flugzeit

   

   durch folgende Berechnungsschritte ermittelt wird

   - vereinfachen der Gleichung Gl.6 durch Einsetzen der Definitionen

   

   - differenzieren der' Gleichung Gl.6 nach der aktuellen gemessenen Geschossgeschwindigkeit (Vm), wobei sich

   

   ergibt,

   - einsetzen einer als Randbedingung im System der Differentialgleichungen der Ballistik enthaltenen Treffbedingung Gl.3 in Gleichung Gl.7 unter Berücksichtigung der Definition für t*

   

   wobei aus Gleichung Gl.7 für v_m=v_o

   

   folgt,

   - vereinfachen der Gleichung Gl.7.1 durch Einsetzen der Definition

   

   wobei sich der Korrekturfaktor (K) zu

   

   ergibt, und wobei

   $\overrightarrow{\mathit{\text{p}}}$

   

   _G , $\overrightarrow{\mathit{\text{v}}}$

   

   _G , $\overrightarrow{\mathit{\text{a}}}$

   

   _G    Position,Geschwindigkeit,Beschleunigung des Geschosses

   $\overrightarrow{\mathit{\text{p}}}$

   

   _Z , $\overrightarrow{\mathit{\text{v}}}$

   

   _Z , $\overrightarrow{\mathit{\text{a}}}$

   

   _Z    Position,Geschwindigkeit,Beschleunigung des Zieles

   $\overrightarrow{\mathit{\text{p}}}$

   

   _rel , v _rel , a _rel    relative Position,Geschwindigkeit,Beschleunigung Geschoss-Ziel

   P $\overrightarrow{\mathit{\text{o}}}$

   

   s   Position der Rohrmündung

   $\overrightarrow{\mathit{\text{v}}}$

   

   _o    Vorhalt-Anfangsgeschwindigkeit des Geschosses

   v _o    Betrag der Komponente der Vorhalt-Anfangsgeschwindigkeit des 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 bedeuten.

Images