EP0992762B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Informationen auf programmierbare Geschosse - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Informationen auf programmierbare Geschosse Download PDF

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EP0992762B1
EP0992762B1 EP99118445A EP99118445A EP0992762B1 EP 0992762 B1 EP0992762 B1 EP 0992762B1 EP 99118445 A EP99118445 A EP 99118445A EP 99118445 A EP99118445 A EP 99118445A EP 0992762 B1 EP0992762 B1 EP 0992762B1
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EP
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projectile
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lag
typ
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EP99118445A
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André Boss
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Rheinmetall Air Defence AG
Original Assignee
Oerlikon Contraves AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
    • F41G7/20—Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
    • F41G7/30—Command link guidance systems
    • F41G7/301—Details
    • F41G7/306—Details for transmitting guidance signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C11/00—Electric fuzes
    • F42C11/06—Electric fuzes with time delay by electric circuitry
    • F42C11/065—Programmable electronic delay initiators in projectiles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C17/00—Fuze-setting apparatus
    • F42C17/04—Fuze-setting apparatus for electric fuzes

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the transmission of information to programmable projectiles according to the preamble of claims 1 and 7, respectively .
  • EP-0 802 390-A, EP-0 802 391-A and EP-0 802 392-A have disclosed a method and a device for calculating the disassembly time of a programmable projectile, by means of which the probability of such projectiles being improved is improved can be.
  • the calculation is based on at least one target distance to a target object determined from sensor data, a projectile speed measured at the muzzle of a gun barrel and a predetermined optimal disassembly distance between a target meeting point and a projectile disassembly point.
  • the given optimal disassembly distance is kept constant by correcting the disassembly time of the projectile.
  • the correction is made by adding a correction factor multiplied by a speed difference to the disassembly time.
  • the projectile speed difference is formed from the difference between the current measured projectile speed and a lead speed of the projectile, the lead speed being calculated from the mean of a number of previous, successive projectile speeds.
  • the disassembly time at the mouth of the gun barrel becomes inductive transferred to the missile flying past when it was shot, for example with magnetic bullets of larger calibers lead to transmission difficulties can.
  • the invention has for its object to propose a method of the type mentioned, that does not have the disadvantages mentioned above.
  • the disassembly time is transmitted in the region of the projectile path of the projectiles between a magazine of a gun and the beginning of the flight path of the projectiles, the disassembly time being corrected by means of a dead time which is dependent on the selected transmission point.
  • apart from the disassembly time at least transmit the correction factor.
  • the information at the cartridge chamber or in front of the gun transferred.
  • FIG . 1, 1 denotes a fire control system, which consists of a search sensor 3 for the detection of a target 4, a follow-up sensor 5 connected to the search sensor 3 for target detection, 3-D target tracking and 3-D target measurement, and there is a fire control computer 6 .
  • the fire control computer 6 has at least one main filter 7 and a lead computing unit 9 .
  • the main filter 7 is connected on the input side to the follow sensor 5 and on the output side to the lead computing unit 9 , the main filter 7 receiving the 3-D target data received from the follow sensor 5 in the form of estimated target data Z such as position, speed, acceleration, etc.
  • Computing unit 9 forwards. Meteorological data Me and a current measured projectile speed Vm can be fed to the lead computing unit 9 via further inputs.
  • the projectile 18 is a programmable projectile with primary and secondary ballistics, which is equipped with an ejection charge and a time fuse and is filled with sub-projectiles 19 .
  • a correction arithmetic unit 12 is connected on the input side to the lead arithmetic unit 9 and on the output side to an update arithmetic unit 11 , which is also connected on the input side to the lead arithmetic unit 9 .
  • a dead time adaptation 40 is connected on the input side to the update computing unit 11 and on the output side to a transmission device 41 which is connected on the input side to the correction computing unit 12 .
  • the transmission device 41 works inductively or also galvanically or optronically and can be arranged at any point on the conveying path of the projectiles 18 between a magazine of a gun and the beginning of the flight path of the projectiles, the cartridge chamber of the gun being preferred.
  • Reference numeral 42 designates a further arithmetic unit which, based on a given partial ballistic function f (t, Vo_typ, Me, Elevation), a current meteo (Me) and measurement information, calculates projectile data if this is necessary for an autonomous projectile measurement.
  • the update computing unit 11 is omitted , since its function is carried out by the correction computing unit 12 .
  • the correction computing unit 12 is assigned to the fire control 1 .
  • the lead computation unit 9 calculates a hit time Tf from a lead rate VOv and the target data Z, taking meteorological data Me into account ( FIGS . 1 and 2).
  • the lead computing unit 9 also determines gun angles a and l.
  • the quantities Tf, VOv, a and I are fed to the correction computing unit 12 , in which a correction factor K is calculated according to an equation known from the documents mentioned at the beginning.
  • the lead speed VOv, the correction factor K, the hit time Tf and a split distance Dz corresponding to the distance between the split point Pz and a hit point Pf are entered into the update computing unit 11 and a corrected split time according to an equation known from the aforementioned documents Tz (Vo_typ) calculated.
  • the decomposition distance Dz is supplied to the correction arithmetic unit 12, in which both the correction factor K and the corrected decomposition time Tz (Vo_typ) are calculated.
  • the decomposition distance Dz is input into the lead computing unit 9 , so that the latter outputs the decomposition time Tz to the correction computing unit 12 instead of the meeting time Tf.
  • the update speed computing unit 11 is supplied with the lead speed VOv, the disassembly time Tz and the correction factor K, the corrected disassembly time Tz (Vo_typ) being calculated.
  • the corrected disassembly time Tz (Vo_typ) calculated according to FIGS. 1, 2 and 3 is corrected for the dead time adaptation 40 , in which it is corrected by means of a dead time which is dependent on the position of the transmission device 41 .
  • the dismantling time Tz (Vo_typ) and the correction factor K which are adapted in this way are fed to the transmission device 41 and transmitted to the programmable projectile 18 , the projectile 18 receiving with the correction factor K additional information about the relative target / projectile geometry. It is also possible to adapt the correction factor K using the dead time adjustment 40 (dashed lines FIGS . 1 to 3).

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Uebertragung von Informationen auf programmierbare Geschosse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 7.
Mit den europäischen Patentanmeldungen EP-0 802 390-A, EP-0 802 391-A und EP-0 802 392-A sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Berechnung der Zerlegungszeit eines programmierbaren Geschosses bekannt geworden, mittels welchen die Treffwahrscheinlichkeit derartiger Geschosse verbessert werden kann. Hierbei wird 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 des Zieles und einem Zerlegungspunkt des Geschosses zugrunde gelegt. Die gegebene optimale Zerlegungsdistanz wird durch Korrektur der Zerlegungszeit des Geschosses gleichbleibend gehalten. Die Korrektur erfolgt indem zur Zerlegungszeit ein mit einer Geschwindigkeitsdifferenz multiplizierter Korrekturfaktor addiert wird. Die Geschossgeschwindigkeitsdifferenz 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.
Bei dieser Vorrichtung wird die Zerlegungszeit an der Mündung des Geschützrohres induktiv auf das beim Abschuss vorbeifliegende Geschoss übertragen, was beispielsweise bei magnetischen Geschossen grösseren Kalibers zu Uebertragungsschwierigkeiten führen kann.
Aus der US-5,343,795-A ist ebenfalls die Uebertragung von Informationen an ein Geschoss bzw. die Programmierung eines Geschosses bekannt. Die Uebertragung der Informationen bzw. die Programmierung findet statt, während sich das Projektil zwischen dem Magazin und der eigentlichen Waffe befindet, das heisst vor das Projektil im Waffenrohr angelangt ist. Eine solche Programmierung vor Ankunft des Projektils im Waffenrohr kann Nachteile haben. Bevor das Projektil nämlich im Waffenrohr angelangt ist, steht nicht mit Sicherheit fest, ob es auf dasjenige Ziel geschossen wird, welches seine Programmierung bestimmt oder genauer mitbestimmt. Wird das Projektil nicht zur Bekampfung dieses Zieles verwendet, so gibt es mehrere Möglichkeiten: Entweder kann das Projektil umprogrammiert werden. Dies bedingt - und zwar für alle Projektile, nicht nur für die ganz wenigen, die tatsächlich umprogrammiert werden - dass sie überhaupt umprogrammierbar ausgestaltet werden, was natürlich nur mit einem zusätzlichen Auifwand zun erreichen ist. Oder das Projektil kann entsorgt werden. Damit vermeidet man zwar die Anordnung einer umprogrammierbaren Einrichtung, mit dem Nachteil, dass einzelne Geschosse überhaupt nicht benutzt werden. Schliesslich kann auf Umprogrammierung und Entsorgung verzichtet werden.Dies bedeutet, dass ein für das Ziel A programmiertes Geschoss auf das Ziel B abgeschossen wird. Offensichtlich wird dadurch kein Treffer erreicht. Im Weiteren besteht die Gefahr von 'friendly fire'. Alle drei Möglichkeiten sind offensichtlich nachteilig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das die vorstehend erwähnten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 7 angegebene Erfindung gelöst. Hierbei erfolgt die Uebertragung der Zerlegungszeit im Bereich des Förderweges der Geschosse zwischen einem Magazin eines Geschützes und dem Beginn des Flugweges der Geschosse, wobei die Zerlegungszeit mittels einer von der gewählten Uebertragungsstelle abhängigen Totzeit korrigiert wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird ausser der Zerlegungszeit mindestens noch der Korrekturfaktor übertragen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden die Informationen am Patronenlager oder davor des Geschützes übertragen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass mit der zusätzlichen Uebertragung des Korrekturfaktors dem Geschoss zusätzliche Informationen über die relative Ziel/Geschoss-Geometrie zugeführt werden. Mit der Möglichkeit der Uebertragung der Informationen an einer beliebigen Stelle des Förderweges des Geschosses kann die geeignetste, vorteilhafteste Stelle gewählt werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
ein Blockschema einer Vorrichtung zur Uebertragung der Informationen, in einer ersten Ausführung,
Fig. 2
ein Blockschema der Vorrichtung gemäss Fig.1 in einer zweiten Ausführung, und
Fig. 3
ein Blockschema der Vorrichtung zur Uebertragung der Informationen, in einer dritten Ausführung.
In der Fig.1 ist mit 1 eine Feuerleitung bezeichnet, die 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 besteht. Der Feuerleitungsrechner 6 weist mindestens ein Hauptfilter 7 und eine Vorhalt-Recheneinheit 9 auf. Das Hauptfilter 7 ist eingangsseitig mit dem Folgesensor 5 und ausgangsseitig mit der Vorhalt-Recheneinheit 9 verbunden, wobei das Hauptfilter 7 die vom Folgesensor 5 empfangenen 3-D-Zieldaten in Form von geschätzten Zieldaten Z wie Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung usw. an die Vorhalt-Recheneinheit 9 weiterleitet. Ueber weitere Eingänge können der Vorhalt-Recheneinheit 9 meteorologische Daten Me und eine aktuelle gemessene Geschossgeschwindigkeit Vm zugeführt werden.
Mit 18 ist ein Geschoss bezeichnet, das in einem Zerlegungszeitpunkt Pz 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.
Eine Korrektur-Recheneinheit 12 ist eingangsseitig mit der Vorhalt-Recheneinheit 9 und ausgangsseitig mit einer Aufdatier-Recheneinheit 11 verbunden, die eingangsseitig ebenfalls an der Vorhalt-Recheneinheit 9 angeschlossen ist. Eine Totzeit-Anpassung 40 steht eingangsseitig mit der Aufdatier-Recheneinheit 11 und ausgangsseitig mit einer Uebertragungseinrichtung 41 in Verbindung, die eingangsseitig an der Korrektur-Recheneinheit 12 angeschlossen ist. Die Uebertragungseinrichtung 41 arbeitet induktiv oder auch galvanisch oder optronisch und kann an einer beliebigen Stelle des Förderweges der Geschosse 18 zwischen einem Magazin eines Geschützes und dem Beginn des Flugweges der Geschosse angeordnet sein, wobei das Patronenlager des Geschützes bevorzugt wird. (Es versteht sich, dass die vom Patronenlager aufgenommene Patrone, wie an sich bekannt, aus dem Geschoss und einer Patronenhülse mit einer Treibladung und einer Zündanordnung besteht.)
Bezugszeichen 42 bezeichnet eine weitere Recheneinheit, die auf Grund einer gegebenen Teilballistischen-Funktion f(t,Vo_typ,Me,Elevation), einer aktuellen Meteo (Me) und einer Mess-Information Geschossdaten errechnet, sofern das für eine autonome Geschossmessung nötig ist.
Gemäss Fig. 2 entfällt die Aufdatier-Recheneinheit 11, da deren Funktion von der Korrektur-Recheneinheit 12 ausgeführt wird.
In der Fig. 3 ist die Korrektur-Recheneinheit 12 der Feuerleitung 1 zugeordnet.
Die Bedeutung der Bezeichnungen an den Verbindungen bzw. Anschlüssen ist aus der nachstehenden Funktionsbeschreibung ersichtlich.
Wie aus den im Stand der Technik genannten Dokumenten ersichtlich, berechnet die Vorhalt-Recheneinheit 9 aus einer Vorhaltgeschwindigkeit VOv und den Zieldaten Z unter Berücksichtigung von meteorologischen Daten Me eine Treffzeit Tf (Fig.1 und 2). Die Vorhalt-Recheneinheit 9 ermittelt ferner Geschützwinkel a und l. Die Grössen Tf, VOv, a und I werden der Korrektur-Recheneinheit 12 zugeführt, in welcher nach einer aus den eingangs genannten Dokumenten bekannten Gleichung ein Korrekturfaktor K errechnet wird.
Gemäss Fig.1 wird in die Aufdatier-Recheneinheit 11 die Vorhaltgeschwindigkeit VOv, der Korrekturfaktor K, die Treffzeit Tf und eine den Abstand zwischen dem Zerlegungspunkt Pz und eine Treffpunkt Pf entsprechende Zerlegungsdistanz Dz eingegeben und nach einer aus den vorgenannten Dokumenten bekannten Gleichung eine korrigierte Zerlegungszeit Tz(Vo_typ) errechnet.
Nach Fig.2 wird die Zerlegungsdistanz Dz der Korrektur-Recheneinheit 12 zugeführt und in dieser sowohl der Korrekturfaktor K als auch die korrigierte Zerlegungszeit Tz(Vo_typ) errechnet.
In der Fig.3 wird die Zerlegungsdistanz Dz in die Vorhalt-Recheneinheit 9 eingegeben, so dass diese anstelle der Treffzeit Tf die Zerlegungszeit Tz an die Korrektur-Recheneinheit 12 abgibt. Der Aufdatier-Recheneinheit 11 werden die Vorhaltgeschwindigkeit VOv, die Zerlegungszeit Tz und der Korrekturfaktor K zugeführt, wobei die korrigierte Zerlegungszeit Tz(Vo_typ) errechnet wird.
Die gemäss den Fig.1, 2 und 3 errechnete, korrigierte Zerlegungszeit Tz(Vo_typ) wird der Totzeit-Anpassung 40 korrigiert, in welcher sie mittels einer von der Lage der Uebertragungseinrichtung 41 abhängigen Totzeit korrigiert wird. Die derart angepasste Zerlegungszeit Tz(Vo_typ) und der Korrekturfaktor K werden der Uebertragungseinrichtung 41 zugeführt und auf das programmierbare Geschoss 18 übertragen, wobei das Geschoss 18 mit dem Korrekturfaktor K zusätzliche Informationen über die relative Ziel/Geschoss-Geometrie empfängt.
Es ist auch möglich, den Korrekturfaktor K durch die Totzeit-Anpassung 40 anzupassen (gestrichelte Linien Fig.1 bis 3).

Claims (13)

  1. Verfahren zur Uebertragung von Informationen auf programmierbare Geschosse, wobei mindestens eine den Zerlegungszeitpunkt (Pz) des Geschosses bestimmende, mittels eines Korrekturfaktors (K) korrigierte Zerlegungszeit (Tz) übertragen wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Uebertragung im Bereich des Förderweges des Geschosses (18) im rückwärtigen Bereich eines Waffenrohres stattfindet, wobei zur Ermittlung der Zerlegungszeit (Tz(Vo_typ)) eine von der gewählten Uebertragungsstelle abhängige Totzeit rechnerisch berücksichtigt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass ausser der Zerlegungszeit (Tz(Vo_typ)) mindestens noch der Korrekturfaktor (K) übertragen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen, insbesondere Mess-Informationen, an ein Patronenlager eines Geschützes übertragen werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Informationen, insbesondere Mess-Informationen, induktiv übertragen werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Informationen, insbesondere Mess-Informationen, galvanisch übertragen werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Informationen, insbesondere Mess-Informationen, optronisch übertragen werden.
  7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei eine Uebertragungseinrichtung (41) vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Uebertragungseinrichtung (41) eine Totzeit-Anpassung (40) mindestens für die korrigierte Zerlegungszeit (Tz(Vo_typ)) vorgeschaltet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Uebertragungseinrichtung (41) an einem Patronenlager eines Geschützes angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Totzeit-Anpassung (40) eingangsseitig mit einem die korrigierte Zerlegungszeit (Tz(Vo_typ)) führenden Ausgang einer Aufdatier-Recheneinheit (11) verbunden ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Totzeit-Anpassung (40) eingangsseitig mit einem die korrigierte Zerlegungszeit (Tz(Vo_typ)) führenden Ausgang einer Korrektur-Recheneinheit (12) verbunden ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Totzeit-Anpassung (40) eingangsseitig mit einem den Korrekturfaktor (K) führenden Ausgang einer Korrektur-Recheneinheit (12) verbunden ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Uebertragungseinrichtung (41) eingangsseitig mit einem den Korrekturfaktor (K) führenden Ausgang einer Korrektur-Recheneinheit (12) verbunden ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Uebertragungseinrichtung (41) eingangsseitig mit einem den Korrekturfaktor (K) führenden Ausgang der Totzeit-Anpassung (40) verbunden ist.
EP99118445A 1998-10-08 1999-09-17 Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Informationen auf programmierbare Geschosse Expired - Lifetime EP0992762B1 (de)

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