EP0872699A2 - Waffensystem - Google Patents

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EP0872699A2
EP0872699A2 EP98103539A EP98103539A EP0872699A2 EP 0872699 A2 EP0872699 A2 EP 0872699A2 EP 98103539 A EP98103539 A EP 98103539A EP 98103539 A EP98103539 A EP 98103539A EP 0872699 A2 EP0872699 A2 EP 0872699A2
Authority
EP
European Patent Office
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weapon
microcontroller
ammunition
data
unit
Prior art date
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Granted
Application number
EP98103539A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0872699B1 (de
EP0872699A3 (de
Inventor
Stefan Dr. Thiesen
Jürgen Dr. Böcker
Helmut Ortmann
Dieter Jungbluth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinmetall W&M GmbH
Original Assignee
Rheinmetall Industrie AG
Rheinmetall W&M GmbH
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Publication date
Application filed by Rheinmetall Industrie AG, Rheinmetall W&M GmbH filed Critical Rheinmetall Industrie AG
Priority to EP01115426A priority Critical patent/EP1150089B1/de
Publication of EP0872699A2 publication Critical patent/EP0872699A2/de
Publication of EP0872699A3 publication Critical patent/EP0872699A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0872699B1 publication Critical patent/EP0872699B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B35/00—Testing or checking of ammunition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00—Aiming or laying means
    • F41G3/04—Aiming or laying means for dispersing fire from a battery ; for controlling spread of shots; for coordinating fire from spaced weapons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00—Aiming or laying means
    • F41G3/08—Aiming or laying means with means for compensating for speed, direction, temperature, pressure, or humidity of the atmosphere

Definitions

  • the invention relates to a weapon system with a weapon, a straightening system and one that can be fired with the weapon Ammunition unit.
  • the main weapon In main battle tanks, the main weapon is usually one Fire control computer and an associated straightening system controlled. It is known for example from DE 41 37 819 A1, the ammunition-specific data for ammunition identification, such as ammunition type, lot number, date of manufacture etc., directly to be stored on a data storage device arranged on the ammunition. This data is saved after the respective cartridge has been inserted into the loading space of the weapon by means of a reading device automatically read and transferred to the fire control computer. The fire control computer then generates taking into account this and the target and system-specific data (e.g. "System error") directional signals for controlling the straightening system.
  • the target and system-specific data e.g. "System error
  • a disadvantage of this known weapon system is that only those types of ammunition can be fired that the Fire control computer recognizes, i.e. which previously recorded in terms of type are. Because the type registration before delivery of the the first batch of ammunition is made (otherwise it would be the corresponding battle tanks do not deliver ammunition can be used), the fire control computer is programmed with a unitary data set based on development patterns has been created. The mean behavior of the actually Combat ammunition delivered corresponds to in usually not the permanently programmed unit shooting table, so that there are lots of ammunition at a great distance from the shooting table of the fire control computer there. Even small deviations lot to lot of the same type of ammunition often lead to a slightly modified shooting board. The resulting deterioration the hit performance must either be accepted or the program of the respective fire control computer must be to be adjusted accordingly to the respective lot.
  • DE-OS 2 059 665 describes a device for determining the powder temperature of one in the cargo space of a weapon located, electrically ignitable cartridge known.
  • the corresponding Temperature data are sent to the fire control computer passed on and serve to correct the fire control computer determined directional and / or ignition signals.
  • the present invention is based on the object Weapon system specify, by means of which both at different Ammunition types as well as different ones Lots of the same type of ammunition, taking into account individual pipe and device properties, a high probability of first hits (ETW) of the ammunition to be fired individually from each main battle tank in a simple way is possible without the ammunition in the Fire control system must be detected.
  • EW first hits
  • the invention is based on the idea that conventional weapon system controlled by fire control computer through the system interaction of an ammunition and device-controlled Weapon system to replace. This becomes achieved that on or in the respective ammunition unit first microcontroller with a data storage for storage the ammunition-specific data is provided. in the The loaded state of the weapon then finds data preprocessing of ammunition-specific data in the microcontroller the ammunition unit instead. These pre-processed like this and / or pre-compressed data is sent to a second, itself microcontroller located outside the ammunition unit read out. This second microcontroller then leads the data exchange between a directional controller (third Microcontroller) and that for the target- and system-specific Data provided by data entry devices.
  • a directional controller third Microcontroller
  • the one given by the second microcontroller to the directional controller Information is a correction value for height and side, which is to be understood as a current individual system error leaves.
  • the directional controller then ensures by means of the directional optics of the gunner on the aiming system for tracking of the tube parallel to the directional optics. This makes good coincidence conditions ensured.
  • This system consisting of three microcontrollers, in which the first microcontroller, depending on the embodiment, too further tasks of the "external" second microcontroller can take over, takes over the function of conventional Weapon systems required fire control system.
  • the first microcontroller to complete the tasks of second microcontroller, so that this controller is omitted can.
  • the weapon system according to the invention has a number of advantages on:
  • the ammunition batches do not have to be manufactured be set more precisely so that the "resources good Lots "as well as developmental improvements immediately combat value increase can be used as a bond to a fire control card is not required.
  • the microcontroller with one in the ammunition unit arranged temperature sensor for determining the Temperature of the propellant powder as well as with a moisture sensor to determine the moisture of the propellant powder connected is.
  • Another data input device preferably serves as Control unit, e.g. for the commander of a corresponding Main battle tank with which this that in a control module the ammunition stored program for a tactical Query shooting (number of shots and spatial distribution), and if available, can command.
  • controllable combustion components is a control unit for ignition and charge erosion provided, so that when the shot is released corresponding firing impulse previously with the microprocessor triggers the current data control unit.
  • Fig. 1 denotes the barrel weapon of a main battle tank, with a straightening system 2 indicated only schematically is mechanically coupled.
  • a cartridge 4 in the cargo space 3 of the weapon 1 there is a cartridge 4, in the bottom 5 inside a first microcontroller 6 is integrated (cf. also Fig.2).
  • the first microcontroller 6 is via lines 7 (Data and control bus), an electronic test logic 22, a second microcontroller (external to the cartridge 4) 6 'and a directional controller 6' 'with both Straightening system 2 as well as connected to other units, of which only two data input devices 8 in FIG. 1 and 13 (e.g. an operating unit 8 for the gunner and a control unit 13 for the commander) are shown.
  • the first microcontroller 6 must be arranged in the cartridge 4 in this way be that after the shot no data in unauthorized Hands, i.e. it must pass completely through the Heat or destroyed by the pressure created by the shot will. It has therefore proven to be advantageous Microcontroller 6 on the inside of the bottom plate 10 of the Cartridge bottom 5 to arrange and lines with appropriate To connect external contacts 11 (Fig.2).
  • the external contact 11 can also be designed as a ring contact. over these contacts is the first microcontroller 6 galvanically via lines 7 with the second microcontroller 6 'and the directional controller 6 '' connected.
  • the arrangement of the first microcontroller 6 on the inside the bottom plate 10 also has the advantage that the first Microcontroller 6 against contamination and mechanical damage etc. is protected.
  • FIG. 3 shows a block diagram with the two microcontrollers 6 and 6 ', the directional controller 6' 'and some with the Controllers, for example, connected units of the invention Weapon system.
  • the control units for the gunner and designated the control unit for the commander.
  • a tube card evaluation device 12 and an evaluation device 9 for the tracer's traces Storeys provided.
  • sensors 14, 15 are arranged in the cartridge 4, with the first microcontroller 6 via electrical lines 16, 17 are connected. There is also a sensor 18 provided that measures the respective air pressure.
  • the first microcontroller 6 contains a processor and a clock generator also shown in dashed lines in Figure 3 Read / write memory 19, in which the at the respective Quality check of newly determined lot data is saved be, as well as a control module 20, in which at special Ammunition (e.g. with explosive and fragmentation cartridges) tactical Control programs are filed.
  • a processor and a clock generator also shown in dashed lines in Figure 3 Read / write memory 19, in which the at the respective Quality check of newly determined lot data is saved be, as well as a control module 20, in which at special Ammunition (e.g. with explosive and fragmentation cartridges) tactical Control programs are filed.
  • Ammunition e.g. with explosive and fragmentation cartridges
  • the commander puts his pipe card in a pipe card reader, which via the tube card evaluation device 12 is connected to the second microcontroller 6 '. Only then can the weapon system be activated.
  • the cartridge 4 is loaded Closing the breech of the corresponding weapon 1 will the galvanic line 7 between the microcontrollers 6 and 6 'closed and it is by external energy supply of the Systems of the first microcontroller 6 activated.
  • the control program from the control module 20 into a data memory 20 'of the second microcontroller 6 'copied.
  • the quality control data from the Data storage 19 together with the current data for the Propellant temperature, the propellant charge moisture and the air pressure preprocessed in the first microcontroller 6 and that Result in a read / write memory 19 'of the second Microcontrollers 6 'transmitted.
  • the data is updated using the microcontroller 6 at regular intervals (e.g. 1-minute intervals), as long as the cartridge is loaded and the main battle tank is ready to fight.
  • the control unit 13 of the commander is used to exercise the "Tactical shooting” option (fire salvo) according to the one on the Control module 20 stored program and is in the combat type "single shot” not activated.
  • the following procedure applies to the "Single Shot” battle type instead of:
  • the microcontroller By measuring a target distance, e.g. by means of a known laser rangefinder and automatic Delivery of the distance data via the data input device 8 into the microcontroller 6 ', the microcontroller generates 6 'using the preprocessed quality check data in the Data memory 19 'and use of the data from the tube card evaluation device 12 (pipe statics, total number of shots Weapon and information about possible pipe influences shots fired beforehand) and the data from a light-track evaluation device 9 (if this is due to a previous The current correction values for straightening the pipe in terms of height and side.
  • the microcontroller 6 ' writes these directional correction values in the data memory 19 ′′ of a directional controller 6 ′′ (third Microcontroller).
  • the directional controller 6 '' has the task processing the data from a target optic 21 of the Gunner and the correction values from the data memory 19 '' to generate the directional signals for the straightening system 2 and thus ensuring the tracking of the pipe.
  • the pipe is straightened in a manner known per se Way with the aiming optics 21 of the gunner, so that when the firing is triggered, no additional data or Signals are exchanged and so the coincidence window and does not affect the coincidence frequencies (as is common today) will.
  • the directional controller 6 ′′ can advantageously Receipt of the data in the data memory 19 ′′ by a signal on an additional optical display (not shown) with the commander and possibly also with the gunner acknowledge and so indicate "readiness for fire”.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 4 is concerned is a special case of the embodiment shown in Figure 3.
  • the integrated in the ammunition takes over Microcontroller 6 also the tasks of the microcontroller 6 ', so that the microcontroller 6' can be omitted.
  • the Operation of the embodiment shown in Figure 4 corresponds essentially to the functioning of the above with the aid of the embodiment described in FIG. 3, the same reference numerals being used for the same assemblies were.
  • the invention is of course not based on the above described embodiments limited. So he can Microcontroller of the ammunition unit also with others Functional units and / or sensors can be connected and interact. For example, the wind direction and measured the wind speed and for extraction the directional signals are used.
  • connection between the ammunition-side microcontroller and the external units don't necessarily need to a galvanic arrangement provided on the weapon. Rather, a contactless connection, e.g. by means of of a transponder, conceivable.
  • the ammunition side Microcontroller 6 only when loading the cartridge through the Energy supply of the respective main battle tank activated.
  • the microcontroller assigned to the straightening system 2 6 '' not necessarily at the location of the mechanical parts the straightening system, but can also be located within a Central electronics can be arranged. That is also conceivable Take over the function of the microcontroller 6 '' by a central computer already available for other purposes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Waffensystem mit einer Waffe (1), einer Richtanlage (2) und einer mit der Waffe verschießbaren Munitionseinheit (4). Um sowohl unterschiedliche Munitionsarten als auch bei unterschiedlichen Losen der gleichen Munitionsart eine hohe Erst-Treffer-Wahrscheinlichkeit der zu verschießenden Munition auf einfache Weise zu ermöglichen, schlägt die Erfindung vor, das herkömmliche mittels Feuerleitrechner gesteuerte Waffensystem durch das Systemzusammenspiel eines Munitions- und Gerätegesteuerten Waffensystems zu ersetzen. Dieses wird dadurch erreicht, daß an oder in der jeweiligen Munitionseinheit (4) ein erster Mikrocontroller (6) mit einem Datenspeicher (19) zur Speicherung und Vorverarbeitung der munitionsspezifischen Daten vorgesehen ist. Im geladenen Zustand der Waffe (1) findet dann ein Datenaustausch zwischen dem ersten Mikrocontroller (6) und der externen Richtanlage (2) sowie zwischen dem Mikrocontroller (6) und den für die ziel- und waffenspezifischen Daten vorgesehenen Dateneingabeeinrichtungen (8,9,12, 13) statt, so daß der Mikrocontroller (6) der jeweiligen Munitionseinheit (4) die Funktion der herkömmlichen Feuerleitanlage übernimmt. Gegebenenfalls kann zwischen dem ersten Mikrocontroller (6) und den externen Baueinheiten (8,9,12,13) ein zweiter in bezug auf die Munitionseinheit externer Mikrocontroller (6') geschaltet werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Waffensystem mit einer Waffe, einer Richtanlage und einer mit der Waffe verschießbaren Munitionseinheit.
Bei Kampfpanzern wird die Hauptwaffe üblicherweise über einen Feuerleitrechner und eine zugehörige Richtanlage gesteuert. Dabei ist es beispielsweise aus der DE 41 37 819 A1 bekannt, zur Munitionsidentifizierung die munitionsspezifischen Daten, wie Munitionsart, Losnummer, Herstellungsdatum etc., direkt auf einem an der Munition angeordneten Datenspeicher abzulegen. Diese Daten werden nach Einbringen der jeweiligen Patrone in den Ladungsraum der Waffe mittels einer Lesevorrichtung automatisch gelesen und in den Feuerleitrechner übertragen. Der Feuerleitrechner erzeugt dann unter Berücksichtigung dieser sowie der ziel- und systemspezifischen Daten (z.B. "Systemfehler") Richtsignale zur Steuerung der Richtanlage.
Nachteilig ist bei diesem bekannten Waffensystem u.a., daß nur solche Munitionsarten verschossen werden können, die der Feuerleitrechner erkennt, d.h. die typenmäßig vorher erfaßt sind. Weil die typenmäßige Erfassung vor Auslieferung des ersten Munitionsloses vorgenommen wird (anderenfalls wäre der entsprechende Kampfpanzer bei Munitionsauslieferung nicht einsetzbar), erfolgt die Programmierung des Feuerleitrechners mit einem Einheitsdatensatz, der aufgrund von Entwicklungsmustern erstellt worden ist. Das mittlere Verhalten der tatsächlich ausgelieferten Gefechtsmunition entspricht aber in der Regel nicht der fest einprogrammierten Einheits-Schußtafel, so daß es Munitionslose mit großem Abstand zur Schußtafel des Feuerleitrechners gibt. Selbst kleine Abweichungen von Los zu Los der gleichen Munitionsart führen häufig zu einer etwas geänderten Schußtafel. Die dadurch bedingte Verschlechterung der Treffleistung muß entweder in Kauf genommen werden oder das Programm des jeweiligen Feuerleitrechners muß an das jeweilige Los entsprechend angepaßt werden.
Ein weiterer Nachteil des bekannten Waffensystems mit identifizierbarer, d.h. vorher typenmäßig erfaßter, Munition ist, daß entwicklungstechnische Munitionsverbesserungen zur KampfWertsteigerung nicht sofort genutzt werden können, weil vorher der aufwendige Weg der "typenmäßigen Erfassung" mit einer entsprechenden Rechnerkarte bei der gesamten Kampfpanzerflotte beschritten werden muß. Aus diesem Grunde sind bei den bekannten Waffensystemen bei laufender Munitionsfertigung die "Resourcen guter Munitionslose" zur Kampfwertsteigerung nicht nutzbar, weil immer die "alte typenmäßige Erfassung" erreicht werden muß. Ferner kommt hinzu, daß ein heutiger Kampfpanzer nur eine sehr begrenzte Anzahl von Steckplätzen für neue typenmäßige Erfassungen besitzt.
Aus der DE-OS 2 059 665 ist eine Vorrichtung zur Ermittlung der Pulvertemperatur einer in dem Ladungsraum einer Waffe befindlichen, elektrisch zündbaren Patrone bekannt. Die entsprechenden Temperaturdaten werden dem Feuerleitrechner weitergegeben und dienen zur Korrektur der von dem Feuerleitrechner ermittelten Richt- und/oder Zündsignale.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Waffensystem anzugeben, mittels dessen sowohl bei unterschiedlichen Munitionsarten als auch bei unterschiedlichen Losen der gleichen Munitionsart, unter Berücksichtigung von individuellen Rohr- und Geräteeigenschaften, eine hohe Erst-Treffer-Wahrscheinlichkeit (ETW) der zu verschießenden Munition individuell aus jedem Kampfpanzer auf einfache Weise möglich ist, ohne daß vorher die Munition typenmäßig in der Feuerleitanlage erfaßt werden muß.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Im wesentlichen liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, das herkömmliche mittels Feuerleitrechner gesteuerte Waffensystem durch das Systemzusammenspiel eines Munitions- und Gerätegesteuerten Waffensystems zu ersetzen. Dieses wird dadurch erreicht, daß an oder in der jeweiligen Munitionseinheit ein erster Mikrocontroller mit einem Datenspeicher zur Speicherung der munitionsspezifischen Daten vorgesehen ist. Im geladenen Zustand der Waffe findet dann eine Datenvorverarbeitung von munitionsspezifischen Daten in dem Mikrocontroller der Munitionseinheit statt. Diese so vorverarbeiteten und/oder vorverdichteten Daten werden an einen zweiten, sich außerhalb der Munitionseinheit befindlichen Mikrocontroller ausgelesen. Dieser zweite Mikrocontroller führt anschließend den Datenaustausch zwischen einem Richtcontroller (dritter Mikrocontroller) und den für die ziel- und systemspezifischen Daten vorgesehenen Dateneingabeeinrichtungen durch.
Die vom zweiten Mikrocontroller an den Richtcontroller gegebene Information ist ein Korrekturwert für Höhe und Seite, der sich als momentaner individueller Systemfehler auffassen läßt. Der Richtcontroller sorgt dann mittels der Richtoptik des Richtschützen über die Richtanlage für die Nachführung des Rohres parallel zur Richtoptik. Damit sind gute Koinzidenzbedingungen sichergestellt.
Dieses aus drei Mikrocontrollern bestehende System, bei dem der erste Mikrocontroller, je nach Ausführungsbeispiel, auch weitere Aufgaben des "externen" zweiten Mikrocontrollers übernehmen kann, übernimmt die Funktion der bei herkömmlichen Waffensystemen erforderlichen Feuerleitanlage.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung übernimmt der erste Mikrocontroller vollständig die Aufgaben des zweiten Mikrocontrollers, so daß dieser Controller entfallen kann.
Das erfindungsgemäße Waffensystem weist eine Reihe von Vorteilen auf:
Das aufwendige kostenintensive typenmäßige Erfassen neuer Munition in den Feuerleitrechnerkarten aller Kampfpanzer einer Kampfpanzer-Flotte entfällt. Damit wird auf einfache Weise eine erhebliche Kampfwertsteigerung der Kampfpanzer-Flotte erreicht.
Ferner können die bei einer Güteprüfung eines Munitionsloses individuellen Los-Eigenschaften dadurch unmittelbar berücksichtigt werden, daß die in dem Datenspeicher des Mikrocontrollers der jeweiligen Munitionseinheit gespeicherten Informationen (bzw. das Programm des Mikrocontrollers) entsprechend geändert werden.
Außerdem müssen die Munitionslose bei der Fertigung nicht mehr exakt eingestellt werden, so daß die "Resourcen guter Lose" sowie entwicklungstechnische Verbesserungen sofort zur Kampfwertsteigerung genutzt werden können, da eine Bindung an eine Feuerleitrechnerkarte entfällt.
Schließlich ist eine effektive Munitionsbewirtschaftung möglich, da die bei der in vorgegebenen zeitlichen Abständen durchgeführten Munitionsüberwachungen festgestellten Änderungen der Munitionslose durch Änderung des Informationsinhaltes des an der jeweiligen Munitionseinheit angeordneten Datenspeichers berücksichtigt werden kann. Damit ist das Munitionslos im Kampfeinsatz optimal nutzbar.
Um eine hohe ETW zu erreichen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Mikrocontroller mit einem in der Munitionseinheit angeordneten Temperatursensor zur Bestimmung der Temperatur des Treibladungspulvers als auch mit einem Feuchtigkeitssensor zur Bestimmung der Feuchtigkeit des Treibladungspulvers verbunden ist.
Ferner hat es sich als zweckmäßig erwiesen, auch den jeweiligen Luftdruck bei der Ermittlung der Richt- und Zündsignale zu berücksichtigen und den Mikrocontroller mit einem entsprechenden Luftdrucksensor zu verbinden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, als Dateneingabeeinrichtung eine Rohrkartenauswertevorrichtung vorzusehen, über welche die auf einem auswechselbaren Kartenspeicher (Rohrkarte) abgelegten waffenspezifischen Daten in das Waffensystem eingelesen und auf den zweiten Mikrocontroller (außerhalb der Munitionseinheit) übertragen werden. Diese Daten werden dann zur Erzeugung entsprechender Informationen für den Richtcontroller herangezogen.
Vorzugsweise dient eine weitere Dateneingabeeinrichtung als Steuereinheit, z.B. für den Kommandanten eines entsprechenden Kampfpanzers, mit dem dieser u.a. das in einem Bekämpfungsmodul der Munition abgespeicherte Programm für ein taktisches Schießen (Schußzahl und räumliche Verteilung) abfragen, und falls vorhanden, befehlen kann.
Als vorteilhaft hat es sich ferner erwiesen, mit Hilfe einer Auswerteeinrichtung aus der Leuchtspur des jeweils vorhergehenden Schusses die Seitenablage des Geschosses zu bestimmen und die entsprechenden Einflußgrößen bei dem Folgeschuß zu berücksichtigen.
Sofern der Antrieb der Patrone mit steuerbaren Abbrandkomponenten ausgerüstet ist, ist eine Steuereinheit für Anzündung und Ladungsabbrand vorgesehen, so daß bei Schußfreigabe der entsprechende Abfeuerimpuls die vorher vom Mikroprozessor mit den aktuellen Daten beschickte Steuereinheit auslöst.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Fig.1
eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Waffensystems;
Fig.2
einen Patronenboden mit integriertem Mikrocontroller;
Fig.3
ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemaßen Waffensystems und
Fig.4
ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Waffensystems.
In Fig. 1 ist mit 1 die Rohrwaffe eines Kampfpanzers bezeichnet, die mit einer nur schematisch angedeuteten Richtanlage 2 mechanisch gekoppelt ist. In dem Ladungsraum 3 der Waffe 1 befindet sich eine Patrone 4, in deren Boden 5 innenseitig ein erster Mikrocontroller 6 integriert ist (vgl. auch Fig.2). Der erste Mikrocontroller 6 ist über Leitungen 7 (Daten- und Steuerbus), eine elektronische Prüflogik 22, einen zweiten (in bezug auf die Patrone 4 externen) Mikrocontroller 6' und einen Richtcontroller 6'' sowohl mit der Richtanlage 2 als auch mit weiteren Baueinheiten verbunden, von denen in Fig.1 lediglich zwei Dateneingabeeinrichtungen 8 und 13 (z.B. eine Bedieneinheit 8 für den Richtschützen und eine Steuereinheit 13 für den Kommandanten) dargestellt sind.
Der erste Microcontroller 6 muß derart in der Patrone 4 angeordnet sein, daß nach dem Schuß keine Daten in unbefugte Hände gelangen können, d.h., er muß vollständig durch die Hitze oder durch den beim Schuß entstehenden Druck zerstört werden. Es hat sich daher als vorteilhaft erwiesen, den Mikrocontroller 6 an der Innenseite der Bodenplatte 10 des Patronenbodens 5 anzuordnen und über Leitungen mit entsprechenden Außenkontakten 11 zu verbinden (Fig.2). Der Außenkontakt 11 kann auch als Ringkontakt ausgebildet sein. Über diese Kontakte ist der erste Mikrocontroller 6 galvanisch über die Leitungen 7 mit dem zweiten Mikrocontroller 6' und dem Richtcontroller 6'' verbunden.
Die Anordnung des ersten Mikrocontrollers 6 an der Innenseite der Bodenplatte 10 weist ferner den Vorteil auf, daß der erste Mikrocontroller 6 vor Verschmutzung und mechanischer Beschädigung etc. geschützt ist.
Fig.3 zeigt ein Blockschaltbild mit den beiden Mikrocontrollern 6 und 6', dem Richtcontroller 6'' sowie einigen mit den Controllern beispielsweise verbundenen Baueinheiten des erfindungsgemäßen Waffensystems. Dabei sind mit 2, 8 und 13 wiederum die Richtanlage, die Bedieneinheiten für den Richtschützen und die Steuereinheit für den Kommandanten bezeichnet. Ferner sind eine Rohrkartenauswertevorrichtung 12 und eine Auswertevorrichtung 9 für die Leuchtspur der verschossenen Geschosse vorgesehen.
Zur Bestimmung der Temperatur des Treibladungspulvers sowie zur Ermittlung der Feuchtigkeit des Treibladungspulvers sind in der Patrone 4 entsprechende Sensoren 14, 15 angeordnet, die mit dem ersten Mikrocontroller 6 über elektrische Leitungen 16, 17 verbunden sind. Außerdem ist ein Sensor 18 vorgesehen, der den jeweiligen Luftdruck mißt.
Der erste Mikrocontroller 6 enthält neben einem Prozessor und einem Taktgenerator auch einen in Fig.3 gestrichelt dargestellten Schreib-/Lesespeicher 19, in dem die bei der jeweiligen Güteprüfung neu ermittelten Los-Daten abgespeichert werden, sowie ein Bekämpfungsmodul 20, in dem bei spezieller Munition (z.B. bei Spreng- und Splitter-Patronen) taktische Bekämpfungsprogramme abgelegt sind.
Im folgenden wird anhand eines Ausführungsbeispieles die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Waffensystems näher erläutert:
Zunächst steckt der Kommandant seine Rohrkarte in ein Rohrkartenlesegerät, welches über die Rohrkartenauswertevorrichtung 12 mit dem zweiten Mikrocontroller 6' verbunden ist. Erst dann ist das Waffensystem aktivierbar.
Anschließend erfolgt das Laden der Patrone 4. Durch das Schließen des Verschlusses der entsprechenden Waffe 1 wird die galvanische Leitung 7 zwischen den Mikrocontrollern 6 und 6' geschlossen und es wird durch externe Energiezufuhr des Systems der erste Mikrocontroller 6 aktiviert. Daraufhin wird einerseits aus dem Bekämpfungsmodul 20 das Bekämpfungsprogramm in einen Datenspeicher 20' des zweiten Mikrocontroller 6' kopiert. Andererseits werden die Güteprüfdaten aus dem Datenspeicher 19 zusammen mit den aktuellen Daten für die Treibladungstemperatur, die Treibladungsfeuchte und den Luftdruck in dem ersten Mikrocontroller 6 vorverarbeitet und das Ergebnis in einen Schreib-/Lesespeicher 19' des zweiten Mikrocontrollers 6' übertragen.
Bei der Übertragung der Daten vom Mikrocontroller 6 auf den Mikrocontroller 6' müssen die Daten eine dem Mikrocontroller 6' vorgeschaltete Prüflogik 22 passieren. Dort werden die Daten auf Plausibilität geprüft (z.B. Temperaturbereich, mittlerer Treffpunkt etc.). Falls diese Plausibilitätsprüfung auf fehlerhafte Daten schließen läßt oder falls überhaupt keine Daten aus dem Mikrocontroller 6 kommen, weil ein Defekt vorliegt, wird automatisch eine externe Schnittstelle 22' aktiviert. Diese ist verbunden mit einer (nicht dargestellten) Steckeinheit für eine zusätzliche Chip-Karte, die jeder Munitionspalette beigefügt ist, und die Standardwerte (z.B. Gleichgewichtsfeuchte für das TLP) für einen Notbetrieb enthält. Für die Temperatur kann für diesen Notbetrieb, mittels eines auf der Chip-Karte angeordneten Sensors, die Chip-Temperatur (d.h. die Temperatur im Kampfraum) herangezogen werden.
Die Aktualisierung der Daten erfolgt mit Hilfe des Mikrocontrollers 6 in regelmäßigen Zeitabständen (z.B. 1-Minuten-Takt), und zwar solange die Patrone geladen und der Kampfpanzer gefechtsbereit ist.
Die Steuereinheit 13 des Kommandanten dient der Ausübung der Option "taktisches Schießen" (Feuersalve) gemäß dem auf dem Bekämpfungsmodul 20 gespeicherten Programm und wird bei der Gefechtsart "Einzelschuß" nicht aktiviert.
Bei der Gefechtsart "Einzelschuß" findet folgender Ablauf statt: Durch eine Zielentfernungsmessung, z.B. mittels eines an sich bekannten Laser-Entfernungsmessers und automatischer Zuleitung der Entfernungsdaten über die Dateneingabevorrichtung 8 in den Mikrocontroller 6', erzeugt der Mikrocontroller 6' unter Verwendung der vorverarbeiteten Güteprüfdaten im Datenspeicher 19' und Verwendung der Daten aus der Rohrkartenauswertevorrichtung 12 (Rohrstatik, Gesamtschußzahl der Waffe und Informationen über eventuelle rohrbeeinflussende vorher abgegebene Schüsse) sowie der Daten aus einer Leucht-Spur-Auswertevorrichtung 9 (falls diese aufgrund eines vorhergehenden Schusses verfügbar sind) die aktuellen Korrekturwerte für das Richten des Rohres hinsichtlich Höhe und Seite.
Der Mikrocontroller 6' schreibt diese Richtkorrekturwerte in den Datenspeicher 19'' eines Richtcontrollers 6'' (dritter Mikrocontroller). Der Richtcontroller 6'' hat die Aufgabe, unter Verarbeitung der Daten aus einer Zieloptik 21 des Richtschützen und der Korrekturwerte aus dem Datenspeicher 19'' die Richtsignale für die Richtanlage 2 zu erzeugen und somit die Nachführung des Rohres sicherzustellen.
Das Feinrichten des Rohres geschieht in an sich bekannter Weise mit Hilfe der Zieloptik 21 des Richtschützen, so daß bei Auslösen der Abfeuerung keine zusätzlichen Daten bzw. Signale ausgetauscht werden und so das Koinzidenz-Fenster und die Koinzidenzhäufigkeiten (wie heute üblich) nicht beeinträchtigt werden.
In vorteilhafter Weise kann der Richtcontroller 6'' den Empfang der Daten in dem Datenspeicher 19'' durch ein Signal an einer zusätzlichen optischen Anzeige (nicht dargestellt) beim Kommandanten und gegebenenfalls auch beim Richtschützen quittieren und so die "Feuerbereitschaft" anzeigen.
Bei dem in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Spezialfall des in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispieles. Dabei übernimmt der in der Munition integrierte Mikrocontroller 6 auch die Aufgaben des Mikrocontrollers 6', so daß der Mikrocontroller 6' entfallen kann. Die Funktionsweise des in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispieles entspricht im wesentlichen der Funktionsweise des vorstehend mit Hilfe der Fig.3 beschriebenen Ausführungsbeispieles, wobei für gleiche Baugruppen gleiche Bezugszeichen verwendet wurden.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann der Mikrocontroller der Munitionseinheit auch noch mit weiteren Funktionseinheiten und/oder Sensoren verbunden sein und zusammenwirken. So kann beispielsweise auch die Windrichtung und die Windgeschwindigkeit gemessen und für die Gewinnung der Richtsignale verwendet werden.
Ferner kann bei einer Umrüstung vorhandener Kampfpanzer mit dem neuen Waffensystem die vorhandene Feuerleitanlage in dem Panzer verbleiben und als "Notabfeuerung" dienen.
Die Verbindung zwischen dem munitionsseitigen Mikrocontroller und den externen Baueinheiten braucht nicht zwingend über eine an der Waffe vorgesehene galvanische Anordnung erfolgen. Vielmehr ist auch eine kontaktlose Verbindung, z.B. mittels eines Transponders, denkbar.
Da in der Munitionseinheit wegen der langen Lagerzeiten (häufig ≥ 10 Jahre) in der Regel keine Energieversorgungselemente untergebracht werden, wird der munitionsseitige Mikrocontroller 6 erst beim Laden der Patrone durch die Energieversorgung des jeweiligen Kampfpanzers aktiviert.
Außerdem muß sich der der Richtanlage 2 zugeordnete Mikrocontroller 6'' nicht zwingend am Ort der mechanischen Teile der Richtanlage befinden, sondern kann auch innerhalb einer Zentralelektronik angeordnet sein. Denkbar ist auch die Übernahme der Funktion des Mikrocontrollers 6'' durch einen für andere Zwecke ohnehin vorhandenen Zentralrechner.
Bezugszeichenliste
1
Waffe, Rohrwaffe, Waffenrohr
2
Richtanlage
3
Ladungsraum
4
Munitionseinheit, Patrone
5
Patronenboden, Boden
6
erste Mikrocontroller
6'
zweite (externe) Mikrocontroller
6''
dritter Mikrocontroller, Richtcontroller
7
Leitung
8
Dateneingabeeinrichtung, Bedieneinheit, Richtschütze
9
Auswertevorrichtung, Leuchtspur-Auswertevorrichtung
10
Bodenplatte
11
Außenkontakt
12
Rohrkartenauswertevorrichtung
13
Dateneingabeeinrichtung, Steuereinheit, Kommandant
14,15
Sensoren
16,17
elektrische Leitungen
18
Sensor
19-19''
Schreib-/Lesespeicher, Datenspeicher
20
Bekämpfungsmodul
21
Zieloptik mit Abfeuereinheit
22
elektronische Prüflogik
22'
externe Schnittstelle

Claims (11)

  1. Waffensystem mit einer Waffe (1), einer Richtanlage (2) und einer mit der Waffe verschießbaren Munitionseinheit (4), wobei
    a) das Waffensystem mindestens eine Dateneingabeeinrichtung (8,13) umfaßt;
    b) die Munitionseinheit (4) einen Datenspeicher (19) zur Speicherung munitionsspezifischer Daten enthält;
    c) an oder in der jeweiligen Munitionseinheit (4) ein erster Mikrocontroller (6) angeordnet ist;
    d) der erste Mikrocontroller (6) bei in dem Ladungsraum (3) der Waffe (1) befindlicher Munitionseinheit (4) mit der oder den Dateneingabeeinrichtung(en) (8,13), der Richtanlage (2) und dem Datenspeicher (19) verbunden ist, derart,
    e) daß der erste Mikrocontroller (6) aus den auf ihn übertragenen munitions-, ziel- und waffenspezifischen Daten die zur Steuerung der Richtanlage (2) erforderlichen Richtsignale bestimmt und auf die Richtanlage (2) überträgt.
  2. Waffensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rohrkartenauswertevorrichtung (12) vorgesehen ist, über welche die auf einem auswechselbaren Kartenspeicher abgelegten waffenspezifischen Daten in das Waffensystem einlesbar und zur Ermittlung der Richtsignale auf den ersten Mikrocontroller (6) übertragbar sind.
  3. Waffensystem mit einer Waffe (1), einer Richtanlage (2) und einer mit der Waffe verschießbaren Munitionseinheit (4), wobei
    a) das Waffensystem mindestens eine Dateneingabeeinrichtung (8,13) umfaßt;
    b) die Munitionseinheit (4) mindestens einen Datenspeicher (19) zur Speicherung munitionsspezifischer Daten enthält;
    c) an oder in der jeweiligen Munitionseinheit (4) ein erster zur Datenvorverarbeitung der munitionsspezifischen Daten vorgesehener und mit dem Datenspeicher (19) verbundener Mikrocontroller (6) angeordnet ist;
    d) ein in bezug auf die Munitionseinheit (4) externer zweiter Mikrocontroller (6') vorgesehen ist, der mit dem ersten Mikrocontroller (6), der Dateneingabeeinrichtung(en) (8,13) und der Richtanlage (2) verbunden ist, derart,
    e) daß der zweite Mikrocontroller (6') aus den auf ihn übertragenen munitions-, ziel- und waffenspezifischen Daten die zur Steuerung der Richtanlage (2) erforderlichen Richtsignale bestimmt und auf die Richtanlage (2) überträgt.
  4. Waffensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rohrkartenauswertevorrichtung (12) vorgesehen ist, über welche die auf einem auswechselbaren Kartenspeicher abgelegten waffenspezifischen Daten in das Waffensystem einlesbar und zur Ermittlung der Richtsignale auf den zweiten Mikrocontroller (6') übertragbar sind.
  5. Waffensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Dateneingabeeinrichtung (8,13) um eine Bedieneinheit für den Richtschützen und/oder um eine Steuereinheit für den Kommandanten eines Kampfpanzers handelt, mit der u.a. die Feuerbereitschaft, die Schußzahl der Waffe, das Schußprogramm sowie die Schußfreigabe vorgebbar sind.
  6. Waffensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Mikrocontroller (6) mit einem in der Munitionseinheit (4) angeordneten Temperatursensor (14) zur Bestimmung der Temperatur des Treibladungspulvers verbunden ist.
  7. Waffensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Mikrocontroller (6) mit einem in der Munitionseinheit (4) angeordneten Feuchtigkeitssensor (15) zur Bestimmung der Feuchtigkeit des Treibladungspulvers verbunden ist.
  8. Waffensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Mikrocontroller (6) mit einem Luftdrucksensor (18) verbunden ist.
  9. Waffensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Munitionseinheit (4) um Patronenmunition handelt und daß der erste Mikrocontroller (6) an der Innenseite der Bodenplatte (10) des Patronenbodens (5) angeordnet ist.
  10. Waffensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung des ersten Mikrocontrollers (6) durch eine außerhalb der Munitionseinheit (4) angeordnete Stromquelle erfolgt.
  11. Waffensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem ersten Mikrocontroller (6) und den außerhalb der Munitionseinheit (4) befindlichen Baueinheiten (6',8,9,12,13) kontaktlos erfolgt.
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