EP0952422A1 - Simulator für Vorderlader-Rohrwaffen - Google Patents

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EP0952422A1
EP0952422A1 EP98810345A EP98810345A EP0952422A1 EP 0952422 A1 EP0952422 A1 EP 0952422A1 EP 98810345 A EP98810345 A EP 98810345A EP 98810345 A EP98810345 A EP 98810345A EP 0952422 A1 EP0952422 A1 EP 0952422A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grenade
simulator
shot
launch tube
tube
Prior art date
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Granted
Application number
EP98810345A
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English (en)
French (fr)
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EP0952422B1 (de
EP0952422B9 (de
Inventor
René Lazecki
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.)
RUAG Electronics AG
Original Assignee
SE Schweizerische Elektronikunternehmung
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Publication date
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Application filed by SE Schweizerische Elektronikunternehmung filed Critical SE Schweizerische Elektronikunternehmung
Priority to DE59808533T priority patent/DE59808533D1/de
Priority to DK98810345T priority patent/DK0952422T3/da
Priority to PT98810345T priority patent/PT952422E/pt
Priority to EP98810345A priority patent/EP0952422B9/de
Priority to ES98810345T priority patent/ES2199415T3/es
Priority to IL12927899A priority patent/IL129278A/xx
Priority to CA002268645A priority patent/CA2268645C/en
Priority to NZ335221A priority patent/NZ335221A/en
Priority to US09/294,992 priority patent/US6193517B1/en
Priority to NO19991864A priority patent/NO318326B1/no
Publication of EP0952422A1 publication Critical patent/EP0952422A1/de
Publication of EP0952422B1 publication Critical patent/EP0952422B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A33/00—Adaptations for training; Gun simulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B8/00—Practice or training ammunition
    • F42B8/12—Projectiles or missiles
    • F42B8/20—Mortar grenades

Definitions

  • the present invention relates to a simulator for muzzle-loading guns and ammunition suitable therefor.
  • Simulation systems for training the operation of military weapon systems offer various advantages and are therefore becoming increasingly interesting. Among other things significantly less to no security measures are necessary, while when practicing real, far-reaching weapon systems, in addition to the strict security measures for the practitioners, large areas, which depending on the situation can be difficult to find, have to be cordoned off to avoid personal injury and property damage. Finally, practicing on simulators is usually associated with lower costs and can therefore be carried out more intensively. Situations can also be practiced with simulators that in reality can only be practiced with great effort or not at all, e.g. the influence of the weather, shooting in the built-up area. In weapon systems with relatively expensive ammunition, such as. B. muzzle-loading barrel weapons, what u. a. Mine, grenade and rocket launcher count, a particular advantage is a reusable ammunition.
  • Another proposal is to automatically extract the grenades.
  • One possibility is to provide a very weak propellant charge, another is to provide a spring, pneumatic or hydraulic cylinders or the like.
  • the first option is associated with noise development and the consumption of propellant charges, the other requires manual or motorized tensioning of the spring or the generation of pneumatic or hydraulic pressure. Motorized tensioning or pressure generation in turn requires a relatively strong energy source that can be practiced in a realistic manner Terrain is usually not available.
  • all ejection techniques again require safety measures, since each grenade is thrown a few meters away.
  • the mine thrower simulator 1 looks like a "real" mine thrower: the launch tube 3 is pivotably mounted on the base plate 2. The upper part of the launch tube 3 is movably attached to a support 5 via a sighting and adjusting unit 4. Since for the simulation the alignment of the launch tube 3 is measured by an electronic compass in the alignment measuring unit 6, the simulator in the area of the compass consists largely of antimagnetic material, in particular the base plate 2 and the launch tube 3, so as not to disturb the earth's magnetic field. As such a material, e.g. B. aluminum, an alloy thereof or brass.
  • the launch tube 3 has at the lower end the drop opening 7, from which the grenade 8, after being pushed in by the practitioner at the top, falls out of the launch tube 3 at the bottom.
  • the low drop height largely prevents damage to the grenade 8.
  • padding, for. B. a mat can be designed to further reduce the risk of grenades 8.
  • Alignment unit 6 already mentioned comprises an electronic magnetic compass for the direction (azimuth) and protractor (inclinometer) for determining the elevation and tilting of the connecting pipe 3.
  • the alignment measurement unit is located together with a radio data transmission unit 9 and a GPS unit 10 for determining the position of the simulator on a support 11 which is attached to the launch tube 3.
  • the evaluation unit 12 with a misalignment device and a battery 13 as a power supply for the mine detector simulator. All of these measuring and control modules 6, 9, 10, 12, 13 are interconnected by power supply, signal and data lines 21.
  • the misalignment device e.g. B. in the manner of an eccentric gear, also represents the connection between the launch tube 3 and the bearing ball 14, which rests on the base plate 2.
  • the misalignment device is activated by the evaluation unit 12 in order to change the alignment of the launch tube.
  • the misalignment i. H. the effect of the shock of a real mine launcher when fired, simulated.
  • Data determined by the launcher evaluation unit 12 are transmitted wirelessly by the transmission unit 15 when it is fired to an evaluation device 16 (FIG. 2).
  • the evaluation device 16 is usually in the care of the training supervisor and serves on the one hand to monitor the correct operation of the mine thrower simulator and on the other hand carries out the calculation of the trajectory and the virtual point of impact of the shot.
  • the device 16 can e.g. B. a portable computer ("laptop") provided with a corresponding receiving unit.
  • Fig. 3 shows a detail of the mine thrower simulator 1 in an enlarged view.
  • the launch tube 3 there is a grenade 8 sliding straight down.
  • it carries an optical transmitter 17, via which the shot control contained in the grenade 8 can transmit data as light signals 18.
  • the light signals 18 are detected by the optical receiver 19 and forwarded to the projector control 12 for evaluation. Since the transmitter 17 emits a light cone of a suitably selected opening angle, the intensity of the light signal detected by the receiver 19 increases with the approach of the grenade 8. This distance dependency the intensity is used to detect a grenade sliding down the tube 3 (in contrast to a grenade that was inserted into the tube end before firing but was still held).
  • the disappearance of the light signal when the grenade 8 falls out of the drop opening 7 can serve as a trigger for the simulation of the launch, ie as an equivalent to the ignition of the propellant charge of a real grenade.
  • baffles 20 which guide the grenade 8 out of the tube even when the launch tube 3 is oriented almost vertically.
  • the guide plates 20 have a passage or a window for the light signal 18.
  • the Fig. 4 and 5 show an enlarged grenade 8. It essentially consists of the body 31, the detonator 32 and the tail unit 33 with additional charge plates 34.
  • the detonator 32 is screwed into the body 31, as in a real grenade.
  • the firing control 35 (FIG. 7) arranged in the body 31 can recognize which type of igniter is present (impact, delay, time detonator, etc.) via a marking on the detonator end which is screwed into the body 31.
  • the usual types of ammunition and applications can thus be represented with one and the same type of grenade, and, if appropriate, unauthorized combinations are also recognized by the shot control 35 or in the evaluation device 16, eg. B. a detonator in a lighting grenade.
  • the additional charge plates 34 which are simple, preferably simulated additional charges plates in the simulation shot, can each be inserted into receptacles between two guide vanes 36 each. So that the shot control 35 can recognize how many additional charge plates were plugged in, from which the flight distance is calculated, there is a sensor 37 for the additional charge plates between each two guide vanes 36.
  • the sensors 37 can e.g. B. work optically (reflex light barrier) or inductively.
  • the plates 34 consist of metal or a metallized carrier material
  • the transmitter 17 is arranged at the lower end of the tail unit 33.
  • FIG. 6 shows a block diagram of the shot control 35. It comprises a central processing unit 41, which essentially consists of a microcontroller. A capacitor of extremely high capacitance, e.g. B. known gold cap capacitors. Because of the low energy available, the shot control is only switched on by an inclination sensor 42 when the grenade takes up an angle to the horizontal which is in the range of the elevation of the mine thrower simulator (e.g. 45 ° to 90 °).
  • the energy source is preferably charged while the grenade is being stored in a special transport container (not shown).
  • the transport container has u. a. via a battery.
  • the energy transfer can be done by electrical contacts on the grenade 8 and in the container or z. B. done wirelessly by induction.
  • the energy of the energy source 43 is designed such that it is essentially used up after being fired, the unrealistic, immediate reuse of the grenade after its "firing" is prevented. Instead, a grenade must then be put back into the transport container after it has been fired and left there until the energy source is recharged.
  • a realistic simulation requires that the grenade either deactivates after firing or generates a special signal which indicates that the grenade has been reused.
  • the central unit 41 controls the transmitter 17 for the data transmission, which generates the light signals 18.
  • Additional, optional sensors 44 may also be present.
  • a brightness sensor due to the darkness in the tube 3 could serve to detect a launch in cooperation with the inclination sensor 42, or an acceleration sensor which would detect the "launch" by the impact of the grenade 8 on the launcher tube bottom, the discharge device or the base plate with or without Combination with the inclinometer 42 recognizes.
  • other sensors installed in the grenade e.g. B. switches, optical, inductive or capacitive sensors, alone or in combination use to detect if the grenade is in the launch tube.
  • the launcher control 51 (FIG. 7) consists of the evaluation unit 12, to which the sensors for position 10 (GPS unit), elevation / tilt 52 (inclinometer) and direction 53 (compass) are connected.
  • the light detector 19 serves to receive the light signals of a grenade 8 in the launch tube 3, the output signals of which are both a measure of the distance of the grenade 8, i.e. H. their position in the launch tube 8, as well as the information about the grenade, which are emitted by the shot control.
  • the launch data ie all the data required to calculate the launch, are transmitted to the evaluation device 16 via the transmission unit 15.
  • a battery or a rechargeable battery is used as the energy source 54.
  • the mine thrower simulator can still be set via the control unit 55 to different, real types of thrower, which, for. B. are characterized by the caliber.
  • a typical exercise sequence is to be presented:
  • the mine thrower simulator is set up and aimed at a target.
  • the trainer continuously monitors what is happening using the data displayed by the evaluation device.
  • the mine thrower simulator is aligned and the required number of grenades is provided by the shooter. Raising the grenades and tilting them according to the pipe inclination leads to the activation of the shot control 35, but only when a detonator is also screwed in and (virtually) sharp.
  • the characteristic data of the grenade are passed to the Thrower control 51 transmits, which transmits this to the evaluation device 16 together with the data about the alignment of the launch tube.
  • the evaluation device calculates the trajectory and the impact and / or issues a message in the event of unauthorized operating states.
  • the falling out of the grenade from the drop opening 7 leads to its deactivation, be it due to a lack of energy or because the shot control blocks itself after simulating a shot. It is conceivable that a data transmission from the mine thrower simulator to the grenade in the launch tube also takes place for this purpose in particular.
  • this device can be used at practically any location, e.g. B. also in built-up areas or in halls.
  • the grenades in the launch tube are braked by an air cushion that forms below them in the launch tube because of the necessarily relatively tight seal with the tube wall. Because of the ejection opening, such an air cushion cannot form in the simulator.
  • the friction of the grenades on the pipe wall can be increased by suitable measures, such as. B. at least in places a closer fit, special material pairing or attaching or fitting, for example, felt surfaces or similar material on or into the Surface parts of the grenades that come into contact with the pipe wall and / or into the pipe wall.
  • the cover can also be kept closed by an electromagnet, so that the control of the mine detector simulator can release the cover by an electrical signal.
  • the lid Under the weight of the grenade, possibly reinforced by its kinetic energy, the lid is pressed open and the grenade slides out. The lid is then automatically closed again by a return spring.
  • a possible alternative to controlled opening could be that the closing spring is designed so that the lid opens automatically under the weight of the grenade. It is also sufficient if the cover only closes the outlet opening to such an extent that the grenades can no longer fall out of the tube.
  • the return spring element can be designed so strongly that there is an effective braking effect on the grenade by pinching it between the launch tube and the flap.
  • the cover can also be a kind of guide, e.g. B. in the manner of a short piece of pipe, and / or have a friction-increasing lining (felt strips; spring strips) to reduce the falling speed of the grenades.
  • the measuring and evaluation units present on the simulator can also be arranged differently, for example the arrangement of all parts in the launch tube is conceivable, so that, if at all, only the antenna of the transmission unit 15 has to be attached outside. It is also conceivable that To mount compass in another suitable place e.g. B. the base plate 2, but then with a suitable measuring device, for. B. an optical rotary encoder between the base plate 2 and the bearing ball 14 of the launcher tube, the angle difference is measured and taken into account in the evaluation. It is also conceivable that when reactivating or charging the grenades, for. B. as suggested in the transport container, there is also the possibility of reprogramming the grenades, for. B. as explosive or light ammunition. This would only suffice for one programmable ammunition for the simulation of all possible real ammunition types. The programming, possibly even the connection of a fresh energy source, could also be done by changing the jacket (see above) of the body.

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Abstract

Ein Minenwerfersimulator (1) weist um unteren Ende des Abschussrohres (3) eine Ausfallöffnung (7) auf, durch die die die Granaten (8) wieder aus dem Abschussrohr (3) herausfallen, wodurch sich realitätsnahe Übungsbedingungen ergeben. Sowohl Munition (8) wie auch Minenwerfersimulator (1) weisen Sensoren (6, 10; 32, 37, 44) und Steuerungen (12; 41) auf, die die Daten der Sensoren sammeln und eine erste Auswertung vornehmen. Die Ergebnisse werden zu einem Computer (16) beim Übungsleiter übertragen, der die Endauswertung und u. a. die Berechnung des Einschlags vornimmt. <IMAGE>

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Simulator für Vorderlader-Rohrwaffen gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie dafür geeignete Munition.
  • Simulationssysteme für das Training der Bedienung militärischer Waffensysteme bieten verschiedene Vorteile und gewinnen daher zunehmend an Interesse. U. a. sind deutlich geringere bis keine Sicherheitsmassnahmen mehr nötig, während beim Üben an realen, weitreichenden Waffensystemen neben den strengen Sicherheitsmassnahmen für die Übenden auch noch grosse Gebiete, die je nachdem nur schwierig zu finden sind, abgesperrt werden müssen, um Personen- und Sachschaden zu vermeiden. Schliesslich ist das Üben in der Regel an Simulatoren auch mit geringeren Kosten verbunden und kann daher intensiver durchgeführt werden. Auch können mit Simulatoren Situationen geübt werden, die in der Realität nur mit grossem Aufwand oder überhaupt nicht geübt werden können z.B. der Einfluss des Wetters, Schiessen im überbautem Gebiet. Bei Waffensystemen mit relativ teurer Munition, wie z. B. Vorderlader-Rohrwaffen, wozu u. a. Minen-, Granat- und Raketenwerfer zählen, ist ein besonderer Vorteil eine wiederverwendbare Munition.
  • Bekannte Projekte für Minenwerfersimulatoren leiden u. a. daran, dass die Simulation in entscheidenden Punkten nicht der Realität entspricht, wodurch dann gefährliche Bedienungsfehler an Echtsystemen provoziert werden. Nach dem Durchführen eines Abschusses befindet sich bei den bekannten Konstruktionen der Schuss, d. h. die Mine, Granate, Beleuchtungsgranate usw., im Abschussrohr und muss daraus entfernt werden. Dazu wird vorgeschlagen, den Schuss mittels eines geeigneten Werkzeugs wieder nach oben aus dem Rohr herauszuziehen. Zum einen ist diese Manipulation in der Realität ausserordentlich gefährlich, zum anderen ist es mit einem solchen Minenwerfersimulator auch nicht möglich, Schnellfeuer zu üben, bei dem die Schüsse so schnell als möglich hintereinander abgefeuert werden.
  • Ein anderer Vorschlag besteht in dem automatischen Herausschleudern der Granaten. Eine Möglichkeit besteht im Vorsehen einer sehr schwachen Treibladung, eine andere darin, eine Feder, pneumatische oder hydraulische Zylinder o. ä. vorzusehen. Erstere Möglichkeit ist mit Lärmentwicklung und mit Verbrauch von Treibladungen verbunden, die andere verlangt das manuelle oder motorische Spannen der Feder bzw. das Erzeugen des pneumatischen oder hydraulischen Drucks. Ein motorisches Spannen bzw. Druckerzeugen verlangt seinerseits eine relativ starke Energiequelle, die beim realitätsnahen Üben im Gelände in der Regel nicht zur Verfügung steht. Alle Auswurftechniken verlangen jedenfalls wieder Sicherheitsmassnahmen, da jede Granate einige Meter weit weggeschleudert wird. Es besteht auch die Gefahr, dass die teure Simulationsgranate bei ungünstiger Landung, z. B. auf der Heckflosse, bis zur Unbrauchbarkeit beschädigt wird. Aber auch die in der Spitze angeordneten Zünder können bei regulärer Landung beschädigt werden. Schliesslich ist nicht zu vergessen, dass die Übungsminen/granaten nach der Übung wieder zeitaufwendig gesucht und eingesammelt werden müssen.
  • Eine Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin, einen Simulator für Vorderlader-Rohrwaffen anzugeben, der ein realitätsnahes Üben der Bedienung unter Vermeidung mindestens eines der oben genannten Nachteile erlaubt.
  • Ein solcher Simulator für Vorderlader-Rohrwaffen ist im Anspruch 1 angegeben, die weiteren Ansprüche definieren bevorzugte Ausführungsformen und speziell für den erfindungsgemässen Simulator geeignete Munition.
  • Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Figuren erläutert werden.
    • Fig. 1
    zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Minenwerfersimulators;
    Fig. 2
    zeigt die Auswertungseinheit;
    Fig. 3
    zeigt schematisch einen Teilschnitt durch einen Minenwerfersimulator;
    Fig. 4
    zeigt eine Seitenansicht eines Schusses für den Minenwerfersimulator;
    Fig. 5
    zeigt eine Ansicht von unten des Minenwerfersimulators gemäss Figur 4;
    Fig. 6
    zeigt das Blockschema der Elektronik in einem Simulationsschuss; und
    Fig. 7
    zeigt das Blockschema der Elektronik im Minenwerfersimulator.
  • Der erfindungsgemässe Minenwerfersimulator 1 gleicht äusserlich einem "echten" Minenwerfer: Auf der Grundplatte 2 steht schwenkbar das Abschussrohr 3. Der obere Teil des Abschussrohrs 3 ist über eine Visier- und Justiereinheit 4 beweglich an einer Stütze 5 angebracht. Da für die Simulation die Ausrichtung des Abschussrohrs 3 u. a. durch einen elektronischen Kompass in der Ausrichtungsmesseinheit 6 gemessen wird, besteht der Simulator im Bereich des Kompasses weitgehend aus antimagnetischem Material, insbesondere die Grundplatte 2 und das Abschussrohr 3, um das Erdmagnetfeld nicht zu stören. Als ein solches Material kann z. B. Aluminium, eine Legierung davon oder Messing dienen.
  • Das Abschussrohr 3 weist am unteren Ende die Ausfallöffnung 7 auf, aus der die Granate 8, nachdem sie oben vom Übenden eingeschoben wurde, wieder aus dem Abschussrohr 3 unten herausfällt. Die geringe Fallhöhe vermeidet dabei weitgehend Beschädigungen der Granate 8. Zusätzlich kann unter der Ausfallöffnung 7 eine Polsterung, z. B. eine Matte, ausgelegt werden, um die Gefahr für die Granaten 8 weiter zu verringern.
  • Die bereits erwähnte Ausrichtungsmesseinheit 6 umfasst einen elektronischen Magnetkompass für die Richtung (Azimuth) und Winkelmesser (Inklinometer) zur Bestimmung der Elevation und der Verkippung des Anschussrohrs 3. Die Ausrichtungsmesseinheit befindet sich zusammen mit einer Funkdatenübermittlungseinheit 9 und einer GPS-Einheit 10 zur Bestimmung der Position des Simulators auf einem Träger 11, der am Abschussrohr 3 angebracht ist.
  • Die Bestimmung der geographischen Position und von Elevation und Verkippung kann mit marktgängigen Bauteilen problemlos mit genügender Genauigkeit erfolgen. Problematisch ist dagegen die Bestimmung der Richtung. In zahlreichen Tests konnte bisher eine ausreichende Genauigkeit nur mit dem angegebenen Magnetkompasssensor erzielt werden. Dies schliesst jedoch nicht aus, dass zukünftig andere Sensortypen zum Einsatz gelangen, gegebenenfalls auch unter entsprechender Verringerung der Anforderungen. Als Grenze für die Zielgenauigkeit wurden 10 Artillerie-0/00 angenommen entsprechend einer Streuung ≤ 10 m auf 1 km Schussweite oder ½° Winkelauflösung am Abschussrohr.
  • Im Inneren des Abschussrohrs 3 befindet sich die Auswertungseinheit 12 mit Dejustiereinrichtung und eine Batterie 13 als Stromversorgung des Minenwerfersimulators. Alle diese Mess- und Steuermodule 6, 9, 10, 12, 13 sind untereinander durch Stromversorgungs-, Signal- und Datenleitungen 21 verbunden.
  • Die Dejustiereinrichtung, z. B. in der Art eines Exzentergetriebs, stellt zugleich die Verbindung zwischen Abschussrohr 3 und der Lagerkugel 14 dar, die auf der Grundplatte 2 aufliegt. Nach einem Abschuss wird die Dejustiereinrichtung von der Auswertungseinheit 12 aktiviert, um die Ausrichtung des Abschussrohrs zu verändern. Damit wird die Dejustierung, d. h. die Wirkung der Erschütterung eines echten Minenwerfers beim Abschuss, simuliert.
  • Von der Werferauswertungseinheit 12 ermittelte Daten werden drahtlos von der Sendeeinheit 15 bei einem Abschuss an ein Auswertungsgerät 16 (Fig. 2) übermittelt. Das Auswertungsgerät 16 befindet sich in der Regel in der Obhut des Übungsleiters und dient zum einen der Überwachung der korrekten Bedienung des Minenwerfersimulators und führt zum anderen die Berechnung der Flugbahn und des virtuellen Auftreffpunktes des Schusses durch. Das Gerät 16 kann z. B. ein mit einer entsprechenden Emfangseinheit versehener tragbarer Computer ("Laptop") sein.
  • Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt des Minenwerfersimulators 1 in vergrösserter Darstellung. Im Abschussrohr 3 befindet sich eine gerade herabgleitende Granate 8. Sie trägt an ihrem unteren Ende einen optischen Sender 17, über den die in der Granate 8 enthaltene Schusssteuerung Daten als Lichtsignale 18 aussenden kann. Die Lichtsignale 18 werden vom optischen Empfänger 19 erfasst und an die Werfersteuerung 12 zur Auswertung weitergeleitet. Da der Sender 17 einen Lichtkegel von geeignet gewähltem Öffnungswinkel aussendet, steigt die Intensität des vom Empfänger 19 erfassten Lichtsignals mit der Annäherung der Granate 8. Diese Entfernungsabhängigkeit der Intensität wird dazu benutzt, eine im Rohr 3 herabgleitende Granate zu erkennen (im Gegensatz zu einer vor dem Abschuss in das Rohrende eingeführten, aber noch festgehaltenen Granate). Das Verschwinden des Lichtsignals beim Herausfallen der Granate 8 aus der Ausfallöffnung 7 kann als Auslöser für die Simulation des Abschusses dienen, d. h. als Äquivalent zur Zündung des Treibsatzes einer echten Granate.
  • Im Bereich der Ausfallöffnung 7 befinden sich Leitbleche 20, die die Granate 8 auch bei nahezu senkrechter Ausrichtung des Abschussrohrs 3 aus dem Rohr hinausleiten. Die Leitbleche 20 weisen für das Lichtsignal 18 einen Durchgang oder ein Fenster auf.
  • Die Figg. 4 und 5 zeigen vergrössert eine Granate 8. Sie besteht im wesentlichen aus dem Körper 31, dem Zünder 32 und dem Leitwerk 33 mit Zusatzladungsplättchen 34. Der Zünder 32 ist, wie bei einer echten Granate, im Körper 31 eingeschraubt. Über eine Markierung an dem Zünderende, das in den Körper 31 hineingeschraubt ist, kann die im Körper 31 angeordnete Schusssteuerung 35 (Fig. 7) erkennen, welcher Zündertyp vorliegt (Aufschlag-, Verzögerungs-, Zeitzünder usw.). Es können damit mit einem und demselben Granatentyp die üblichen Munitions- und Anwendungsarten dargestellt werden, wobei gegebenenfalls durch die Schusssteuerung 35 oder im Auswertungsgerät 16 auch unerlaubte Kombinationen erkannt werden, z. B. ein Aufschlagzünder in einer Beleuchtungsgranate.
  • Die Zusatzladungsplättchen 34, die beim Simulationsschuss einfache, bevorzugt Zusatzladungen nachgebildete Plättchen sind, können jeweils in Aufnahmen zwischen je zwei Leitflügel 36 eingesteckt werden. Damit die Schusssteuerung 35 erkennen kann, wieviele Zusatzladungsplättchen aufgesteckt wurden, woraus die Flugweite berechnet wird, befindet sich zwischen je zwei Leitflügeln 36 ein Sensor 37 für die Zusatzladungsplättchen. Die Sensoren 37 können z. B. optisch (Reflexlichtschranke) oder induktiv arbeiten. Im Fall induktiver Sensoren bestehen die Plättchen 34 aus Metall oder aus einem metallisierten Trägermaterial
  • Am unteren Ende des Leitwerks 33 ist der Sender 17 angeordnet.
  • Aus der Darstellung dieses beispielhaften Simulationsschusses ergibt sich auch, dass ein Auswerfen durch verringerte Treibladung auf zusätzliche Schwierigkeiten stösst: Selbst eine verringerte Treibladung würde hohe Temperaturen im Leitwerk erzeugen, die nach dem Pulverabbrand entstandenen Treibgase sind sehr heiss und stehen unter hohem Druck und die Schusssteuerung 35 in der Granate ist einer grossen Beschleunigung ausgesetzt, wodurch die Schusssteuerung 35, die Sensoren 37 und der Sender 17 in Mitleidenschaft gezogen werden könnten und entsprechend mit hohem Aufwand temperatur-, druck- und beschleunigungsfest ausgeführt werden müssten.
  • Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild der Schusssteuerung 35. Sie umfasst eine Zentraleinheit 41, die im wesentlichen aus einem Mikrocontroller besteht. Als Energiequelle 43 dient ein Kondensator extrem hoher Kapazität, z. B. an sich bekannte Gold-Cap-Kondensatoren. Wegen der doch geringen zur Verfügung stehenden Energie wird die Schussstuerung erst durch einen Neigungssensor 42 eingeschaltet, wenn die Granate einen Winkel zur Horizontalen einnimmt, der im Bereich der Elevation des Minenwerfersimulators liegt (z. B. 45° bis 90°).
  • Die Energiequelle wird bevorzugt während der Aufbewahrung der Granate in einem speziellen Transportbehälter (nicht dargestellt) aufgeladen. Der Transportbehälter verfügt dazu u. a. über eine Batterie. Die Energieübertragung kann durch elektrische Kontakte an der Granate 8 und im Behälter oder z. B. drahtlos auf induktivem Weg erfolgen.
  • Da die Energie der Energiequelle 43 so ausgelegt ist, dass sie im wesentlichen nach einem Abschuss aufgebraucht ist, wird die realitätsfremde, sofortige Wiederverwendung der Granate nach deren "Abschuss" verhindert. Vielmehr muss dann eine Granate nach dem Abschuss wieder in den Transportbehälter zurückgelegt und solange darin belassen werden, bis die Energiequelle wieder aufgeladen ist.
  • Im Falle von Energiequellen höherer Kapazität ist es für eine realistische Simulation nötig, dass sich die Granate entweder nach einem Abschuss deaktiviert oder ein spezielles Signal erzeugt, das anzeigt, dass die Granate wiederverwendet wurde.
  • Die Zentraleinheit 41 steuert für die Datenübertragung den Sender 17 an, der die Lichtsignale 18 erzeugt.
  • Es können noch weitere, optionale Sensoren 44 vorhanden sein. Z. B. könnte ein Helligkeitssensor durch die Dunkelheit im Rohr 3 dazu dienen, einen Abschuss in Zusammenarbeit mit dem Neigungssensor 42 zu erkennen, oder ein Beschleunigungssensor, der den "Abschuss" durch das Aufprallen der Granate 8 am Werferrohrboden, der Ableiteinrichtung oder der Grundplatte mit oder ohne Kombination mit dem Neigungsmesser 42 erkennt. Im weiteren ist es auch denkbar, andere in der Granate eingebauten Sensoren, z. B. Schalter, optische, induktive oder kapazitive Sensoren, allein oder in Kombination zu verwenden, um zu detektieren, ob sich die Granate im Abschussrohr befindet.
  • Die Werfersteuerung 51 (Fig. 7) besteht aus der Auswertungseinheit 12, an die die Sensoren für Position 10 (GPS-Einheit), Elevation/Kippung 52 (Inklinometer)und Richtung 53 (Kompass) angeschlossen sind. Dem Empfang der Lichtsignale einer Granate 8 im Abschussrohr 3 dient der Lichtdetektor 19, dessen Ausgangssignale sowohl ein Mass für die Entfernung der Granate 8, d. h. deren Position im Abschussrohr 8, als auch die Informationen über die Granate tragen, die von der Schusssteuerung ausgesendet werden.
  • Die Abschussdaten, also alle Daten, die benötigt werden, um den Abschuss zu berechnen, werden über die Sendeeinheit 15 zum Auswertungsgerät 16 übertragen. Als Energiequelle 54 dient eine Batterie oder ein Akku.
  • Der Minenwerfersimulator kann über die Bedieneinheit 55 noch auf verschiedene, reale Werfertypen eingestellt werden, die z. B. durch das Kaliber charakterisiert sind.
  • Es soll noch ein typischer Übungsablauf dargestellt werden: Der Minenwerfersimulator wird aufgestellt und auf ein Ziel gerichtet. Der Übungsleiter kontrolliert dabei kontinuierlich das Geschehen mittels der Daten, die vom Auswertungsgerät angezeigt werden. Je nach (virtuellem) anzupeilendem Ziel und den Schussvorgaben wird der Minenwerfersimulator ausgerichtet und die nötige Anzahl Granaten wird vom Schützen bereitgelegt. Das Anheben der Granaten und Schrägstellung entsprechend der Rohrneigung führt zur Aktivierung der Schusssteuerung 35, allerdings erst, wenn auch ein Zünder eingeschraubt und (virtuell) scharf ist. Während des Hinabgleitens im Abschussrohr 3 werden die charakteristischen Daten der Granate an die Werfersteuerung 51 übermittelt, die diese zusammen mit den Daten über die Ausrichtung des Abschussrohrs an das Auswertungsgerät 16 übermittelt. Das Auswertungsgerät berechnet anhand dieser Daten die Flugbahn und den Einschlag und/oder gibt bei unerlaubten Betriebszuständen eine Meldung aus.
  • Das Herausfallen der Granate aus der Ausfallöffnung 7 führt zu deren Desaktivierung, sei es durch Energiemangel oder dadurch, dass sich die Schusssteuerung nach dem Simulieren eines Schusses selbst blockiert. Denkbar ist dabei, dass auch eine Datenübertragung insbesondere zu diesem Zweck vom Minenwerfersimulator auf die Granate im Abschussrohr stattfindet.
  • Da der beschriebene Minenwerfersimulator weder ein Abschussgeräusch erzeugt - auch wenn dies für realitätsnahe Simulation gegebenenfalls, wenn auch mit wesentlich reduzierter Lautstärke, durch einen Geräuschgenerator erzeugt werden kann - noch Granaten ausgeschleudert werden, kann mit diesem Gerät an praktisch jedem Ort geübt werden, z. B. auch in bebautem Gebiet oder in Hallen.
  • Bei einem realen Minenwerfer werden die Granaten im Abschussrohr durch ein Luftpolster gebremst, das sich unter ihnen im Abschussrohr wegen dem notwendigerweise relativ dichten Abschluss mit der Rohrwand bildet. Wegen der Auswurföffnung kann sich ein solches Luftpolster im Simulator nicht ausbilden. Für eine realistischere Gleitzeit der Granaten im Rohr, insbesondere für das Üben von Schnellfeuer, kann die Reibung der Granaten an der Rohrwand durch geeignete Massnahmen erhöht werden, wie z. B. zumindest stellenweise engere Passung, spezielle Materialpaarung oder Anbringen bzw. Einpassen von beispielsweise Filzflächen o. ä. Material auf bzw. in die Oberflächenpartien der Granaten, die mit der Rohrwand in Kontakt kommen, und/oder in die Rohrwand. Es ist zudem denkbar, die Ausfallöffnung 7 mit einem Deckel verschlossen zu halten, die Granate auf dem Werferrohrboden gebremst oder ungebremst aufprallen zu lassen und den Deckel vorzugsweise nach Ablauf der typischen Verzögerungszeit zwischen Einwurf und Zündung der Granate zu öffnen. Das Öffnen des Deckels kann z. B. durch Einwirkung des Eigengewichts der Granate, mit einem Hilfsantrieb (Motor) oder der gespeicherten Energie der herabgleitenden Granate erfolgen. Durch eine geeignete Form des Deckels kann dieser zudem dazu dienen, die Granate relativ sanft und definiert aus dem Werferrohr zu entfernen.
  • Der Deckel kann auch durch einen Elektromagneten geschlossen gehalten werden, so dass die Steuerung des Minenwerfersimulators durch ein elektrisches Signal den Deckel freigeben kann. Unter dem Gewicht der Granate, gegebenenfalls verstärkt durch dere Bewegungsenergie, wird der Deckel aufgedrückt, und die Granate gleitet heraus. Durch eine Rückholfeder wird der Deckel danach selbsttätig wieder geschlossen.
  • Eine mögliche Alternative zur kontrollierten Öffnung könnte darin bestehen, dass die Schliessfeder so ausgelegt ist, dass sich der Deckel von selbst unter dem Eigengewicht der Granate öffnet. Es ist im übrigen ausreichend, wenn der Deckel die Ausfallöffnung nur soweit schliesst, dass die Granaten nicht mehr aus dem Rohr herausfallen können.
  • Bei Simulatoren für Minenwerfer, die nicht selbsttätig feuern, sondern bei denen von aussen eine im Abschussrohr befindliche Granate abgeschossen wird, z. B. über eine Reissleine, muss ein solcher Deckel oder eine äquivalente Verschlussvorrichtung vorhanden sein. Erst durch Betätigen des Auslösers wird zum einen die Simulation ausgelöst, zum anderen der Deckel freigegeben, so dass die Granate herausfallen kann.
  • Zum Abbremsen der Granate beim Herausfallen kann das Rückholfederelement so stark ausgelegt werden, dass sich eine effektive Bremswirkung auf die Granate durch Einklemmen zwischen Abschussrohr und Klappe ergibt. Zusätzlich kann der Deckel noch eine Art Führung, z. B. in der Art eines kurzen Rohrstücks, und/oder eine die Reibung vergrössernde Auskleidung (Filzstreifen; Federstreifen) aufweisen, um die Fallgeschwindigkeit der Granaten zu vermindern.
  • Varianten der beispielhaft angegebenen Ausführungsform sind dem Fachmann aus der Beschreibung zugänglich, ohne den Bereich der Erfindung wie beansprucht zu verlassen.
  • Denkbar ist beispielsweise, zusätzlich eine nach einem Echoverfahren, z. B. mittels Ultraschall, arbeitende Detektionseinheit im Rohr anzuordnen, die die Anwesenheit und Bewegung einer Granate im Abschussrohr unabhängig festzustellen gestattet, und/oder auch induktive Sensoren hierfür am Abschussrohr.
  • Im Hinblick auf die verschiedene äussere Form verschiedener Munitionsarten, insbesondere zwischen Leucht-und Sprengmunition, kann es auch von Vorteil sein, den Körper veränderbar zu gestalten, z. B. durch einen auswechselbaren Mantel.
  • Die am Simulator vorhandenen Mess- und Auswertungseinheiten können auch anders angeordnet sein, denkbar ist beispielsweise die Anordnung aller Teile im Abschussrohr, so dass, wenn überhaupt, nur noch die Antenne der Sendeeinheit 15 ausserhalb angebracht werden muss. Denkbar ist auch, den Kompass an einem anderen geeigneten Ort zu montieren z. B. der Grundplatte 2, dann muss jedoch mit einer geeigneten Messeinrichtung, z. B. einem optischen Drehgeber zwischen der Grundplatte 2 und der Lagerkugel 14 des Werferrohrs, die Winkeldifferenz gemessen und in der Auswertung berücksichtigt werden. Denkbar ist auch, dass bei der Reaktivierung bzw. Aufladung der Granaten, z. B. wie vorgeschlagen im Transportbehälter, auch die Möglichkeit besteht, die Granaten umzuprogrammieren, z. B. als Spreng- oder Leuchtmunition. Damit würde nur eine einzige, programmierbare Munition für die Simulation aller möglichen, realen Munitionsarten genügen. Die Programmierung, gegebenenfalls sogar der Anschluss einer frischen Energiequelle, könnte auch durch Wechseln des Mantels (siehe oben) des Körpers erfolgen.

Claims (19)

  1. Simulator (1) für Vorderlader-Rohrwaffen, bevorzugt für Minen- oder Granatwerfer, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschussrohr (3) am unteren Ende eine Ausfallöffnung (7) aufweist, um das Herausfallen eines Schusses (8) zu ermöglichen.
  2. Simulator (1) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfallöffnung (7) mit einer Verschlussvorrichtung mindestens soweit verschlossen ist, dass eine Granate nicht durch die Ausfallöffnung hindurchfallen kann, und eine Freigabevorrichtung, durch die die Verschlussvorrichtung und damit die Ausfallöffnung (7) geöffnet werden kann, an der Verschlussvorrichtung vorhanden ist.
  3. Simulator (1) gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtung im geöffneten Zustand durch Druckmittel, bevorzugt federelastische Elemente, in die verschlossene Position gedrückt wird und/oder Mittel aufweist, die eine bremsende Wirkung auf die herausfallende Granate ausüben, um eine kontrollieres Herausgleiten der Granate aus der Ausfallöffnung (7) zu gewährleisten.
  4. Simulator (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Leitmittel (20), insbesondere in der Art einer auf das untere Ende der Ausfallöffnung (7) zulaufenden Rampe, vorhanden ist, um ein störungsfreies Herausfallen eines Schusses (8) aus der Ausfallöffnung sicherzustellen.
  5. Simulator (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Abschussrohr (3) Bremsmittel angeordnet sind, insbesondere mindestens eine Stelle oder Stellen erhöhter Reibung und/oder Verengungen, um die Fallzeit eines Schusses (8) im Abschussrohr (3) an reale Verhältnisse anzugleichen.
  6. Simulator (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Abschussrohr (3) und/oder am Gestell (2) des Minenwerfers Messmittel, insbesondere eine oder mehrere von
    - einer Positionsmess-Vorrichtung (10), insbesondere eine nach dem GPS-Verfahren arbeitende, zur Bestimmung der geografischen Position,
    - einer Neigungsmessvorrichtung (6: 52) zur Bestimmung der Elevation des Abschussrohres und
    - einer Richtungsmessvorrichtung (6: 53), bevorzugt eine nach dem Kompass-Prinzip arbeitende,
    vorhanden sind, um die aktuelle Ausrichtung des Abschussrohrs (3) feststellen zu können.
  7. Simulator (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass innen am unteren Ende des Abschussrohrs Empfangsmittel (19) für Datensignale vorhanden sind, insbesondere für elektromagnetische, akustische und/oder optische Strahlung (18), um ein von einem im Abschussrohr befindlichen Schuss (8) ausgesandtes Datensignal auffangen zu können.
  8. Simulator (1) gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Empfangsmittel (19) ein Signal erzeugbar ist, das in mindestens einer Grösse, inbesondere der Amplitude, von der Position des Schusses (8) im Rohr und/oder der Anwesenheit eines Schusses (8) im Abschussrohr abhängig ist, um eine Abschussimulation durch Detektieren eines im Abschussrohr herabgleitenden Schusses auszulösen.
  9. Simulator (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Schussdetektionsmittel (19) vorhanden sind, bevorzugt innerhalb des Abschussrohrs am unteren Ende, um die Anwesenheit und bevorzugt auch die ungefähre Position und/oder Bewegung eines Schusses im Rohr zu bestimmen.
  10. Simulator (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Abschussrohr (3) eine Verstellvorrichtung angebracht ist, so dass das Abschussrohr (3) dejustierbar ist und so die Auswirkung eines realen Schusses auf die Ausrichtung simulierbar ist.
  11. Simulator gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontrollvorrichtung (51) vorhanden ist, durch die mindestens ein Betriebszustand, bevorzugt alle folgenden Betriebszustände feststellbar sind:
    - die Durchführung eines Abschusses,
    - die Ausrichtung des Abschussrohrs, insbesondere Elevation, Verkippung und/oder Richtung,
    - die geografische Position,
    - die Art der bei einem Schuss verwendeten Munition.
  12. Simulator (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Festellung der Richtung des Abschussrohrs ein mit dem Abschussrohr (3) gekoppelter Sensor für das Erdmagnetfeld vorhanden ist und die metallischen Teile des Simulators mindestens zum grössten Teil aus antimagnetischem Material, insbesondere Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, bestehen, um eine lokale Störung des Erdmagnetfelds zu vermeiden.
  13. Schuss (8) für einen Simulator (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass er im wesentlichen aus Leitwerk (33), Körper (31) und Zünder (32) besteht, wovon wenigstens der Zünder lösbar angebracht ist, so dass durch Auswechseln von Körper (31) und/oder Zünder (33) verschiedene Munitionsarten für Minenwerfer in Funktion und/oder Formgebung simulierbar sind.
  14. Granate (8) gemäss Anspruch 13 oder für einen Simulator gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie Sendemittel (17) und eine Kontrolleinheit (41) aufweist, wobei die Kontrolleinheit mittels der Sendemittel Datensignale (18) aussenden kann, deren Inhalt die Art der durch die Granate (8) zu simulierenden Munition angibt.
  15. Granate gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des abgestrahlten Datensignals (18) mit der Entfernung von der Granate (8) abnimmt, um den Abstand der Granate (8) von einem Empfangsmittel (19) für diese Daten bestimmen zu können.
  16. Granate (8) gemäss einem der Ansprüche 13 bis 15 oder für einen Simulator (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindesten eine Vorrichtung, bevorzugt 4 bis 8 Vorrichtungen, aufweist, die Zusatzladungssimulationseinheiten (34) aufnehmen kann und über Detektionsmittel (37) für die Zusatzladungssimulationseinheiten verfügt, um die Anzahl der angebrachten Zusatzladungssimulationseinheiten (34) feststellen zu können.
  17. Granate (8) gemäss Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzladungssimulationseinheiten (34) im wesentlichen aus einem Plättchen bestehen, das am Leitwerk (33) bzw. am Hals der Granate anbringbar ist, die Granate Anbringungsgmöglichkeiten für eine bestimmte Maximalzahl von Zusatzladungssimulationseinheiten (34) aufweist und für jede Anbringungsmöglichkeit ein Detektor (37), insbesondere ein induktiver, kapazitiver oder optischer, vorhanden ist, so dass das Vorhandensein einer Zusatzladungssimulationseinheit in der jeweiligen Anbringungsmöglichkeit festellbar ist.
  18. Granate (8) gemäss einem der Ansprüche 13 bis 17 oder für einen Simulator (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Granate (8) eine Schusskontrolleinheit (41) und Detektionsmittel (42, 44) aufweist, wobei durch die Detektionsmittel (42, 44) ein simulierter Abschuss der Granate detektierbar und der Schusskontrolleinheit (41) mitteilbar ist, dass die Granate erste Sendemittel (17) für ein Signal (18) aufweist, und dass die Schusskontrolleinheit (41) bei der Durchführung eines ersten Abschusses ein erstes Signal aussendet und bei jedem zweiteren und/oder weiteren Schuss eine Information, die von der Signalisierung bei dem ersten Abschuss abweicht, oder kein Signal aussendet, so dass feststellbar ist, ob dieselbe Granate (8) mehrfach in Folge verwendet wird.
  19. Granate (8) gemäss Anspruch 18 und Behälter für mindestens eine Granate, dadurch gekennzeichnet, dass die Schusskontrolleinheit in den Zustand vor einem ersten Abschuss versetzbar ist, indem die granate in den Behälter eingelegt wird, der über zweite Verbindungsmittel verfügt, die mit komplementären, dritten Verbindungsmitteln in der Granate in Kontakt treten können und durch die Kontaktaufnahme und/oder die dabei ausgetauschtene Signal zwischen zweiten und dritten Verbindungsmitteln der Rücksetzvorgang auslösbar ist.
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