EP1306644B1 - Verfahren zur Temperierung einer Munitionseinheit sowie temperierbare Munitionseinheit - Google Patents

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EP1306644B1
EP1306644B1 EP02020023A EP02020023A EP1306644B1 EP 1306644 B1 EP1306644 B1 EP 1306644B1 EP 02020023 A EP02020023 A EP 02020023A EP 02020023 A EP02020023 A EP 02020023A EP 1306644 B1 EP1306644 B1 EP 1306644B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
setting
munition
data
oscillator
unit
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02020023A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1306644A2 (de
EP1306644A3 (de
Inventor
Karl-Ulrich Vornfett
Jürgen Voss
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 Landsysteme GmbH
Original Assignee
Rheinmetall Landsysteme GmbH
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Publication date
Application filed by Rheinmetall Landsysteme GmbH filed Critical Rheinmetall Landsysteme GmbH
Publication of EP1306644A2 publication Critical patent/EP1306644A2/de
Publication of EP1306644A3 publication Critical patent/EP1306644A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1306644B1 publication Critical patent/EP1306644B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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 for the temping of an ammunition unit according to the preamble of patent claim 1 and a heatable ammunition unit.
  • ammunition-specific data i.a. the type of ammunition, lot number, date of manufacture, etc.
  • ammunition data chip located in the ammunition unit.
  • These data are automatically read when the ammunition unit is placed in a cargo space of a weapon system. The reading is often done by a fire control computer of the weapon system. This then generates, taking into account ammunition-specific and target-specific data, direction signals for the straightening system of the weapon as well as control signals for activating an electrically programmable projectile fuze arranged in the respective cartridge or ammunition unit.
  • US 4,577,561 discloses a method and apparatus for digital fuze programming. From this is a Tempierelektronik, consisting of a demodulator and a microprocessor, known.
  • DE 198 27 378 A1 discloses a weapon system with a fire control system and a generic ammunition unit which can be fired from a weapon.
  • a bidirectional data transmission via the two required for voltage and power supply of the electronic circuit devices of the respective ammunition unit lines.
  • the data transmission from the fire control system to the electronic switching device in the ammunition unit by means of modulation of the voltage signals of the supply voltage.
  • the feedback to the fire control system is realized by means of modulation of the current signals of the operating current.
  • a converter is connected between the fire control system and the electronic switching device.
  • the tempier data for setting the detonator are transmitted analogously.
  • the temping is then acknowledged by a brief increase in the operating current.
  • Disadvantages of such an analogue temping include the necessary additional tempier signals, which must be provided by a dedicated hardware and software.
  • the temping accuracy is determined by the hardware.
  • the present invention addresses the problem, namely, to exclude the disadvantages known in an analogue temping.
  • the invention is based on the idea of providing a digital data transmission of the tempier data in a heatable ammunition unit, for which purpose these data are transmitted, for example, with an HDB-3 (high density bipolar) transmission code and by means of voltage modulation.
  • HDB-3 high density bipolar
  • the HDB-3 code is preceded by a start byte and a stop byte, which are thus part of the tempier data.
  • the tempier time is transmitted numerically between the start and stop bytes as a data byte.
  • the start and stop bytes differ from all other bit patterns in the weapon system in order to realize a clear identification of the start and stop signal.
  • the start byte begins and the stop byte preferably ends with positive modulation pulses. This prevents the beginning as well as the end of a data transmission from being erroneously initiated or terminated by short-term line interruption or supply voltage drops.
  • the ammunition unit on a Tempier electronics which includes a (voltage) demodulator, a (current) modulator and a microprocessor with an RC oscillator clock counter, an RC oscillator, a Tempiercampuser and an actuator Encase.
  • a firing sensor serves as a trigger element of the Tempierfarers at the beginning of the flight phase.
  • the digitization of the tempier data takes place in an ammunition communication system which is integrated between the ammunition unit and a weapon that can be fired on the ammunition unit.
  • a DC-free voltage and current modulation and a continuous synchronization of the data transmission interface is achieved.
  • the DC-free modulation allows in continuation of the invention, the simultaneous transmission of the Tempier poems as well as the voltage and current data on an existing connection line for the power supply of the Tempier electronics, including the supply voltage and the output current from the MCS example, remain constant in the average.
  • a time-synchronous detection of start and stop bytes can be realized by an interrupt-controlled evaluation of the signals from a voltage demodulator by microprocessor and software in the Tempier electronics (generation of a counter gate).
  • the digital transmission of the tempier data allows the continuation of the invention, the consideration of the properties of a necessary for tempo TaktOszillators (time base) in the Tempier electronics.
  • Frequency instability as well as aging phenomena can be briefly compensated by determining the oscillator clock rate and by calculating a time-corrected Tempier setpoint, so that a power-saving and shot-resistant RC oscillator can be used.
  • the time base in the Tempier electronics is calibrated using the data transmission rate (baud rate), with the transmission of one Quartz oscillator in the MKS to the RC oscillator in the Tempier electronics quartz accurate.
  • the feedback on the current and corrected programmed tempier data is provided by means of a digital supply current modulation of the programmed tempier data.
  • the data transmission is bidirectional.
  • the feedback of the programmed time-corrected Tempier setpoint and the number of RC oscillator clock rate can also be used for system control. This allows a check in the MKS to see if the temping and time correction have been properly performed.
  • the advantage of digital temping also lies in the fact that the tempier accuracy can be made variable by software, since it is not subject to any hardware-dependent dependency.
  • the temping accuracy can be adjusted for example by selecting the data transmission time.
  • a writable ammunition data chip within the ammunition unit, it is also ensured that the same data and voltage transfer can be used for the MDC as well as the spark timing. D. h., The structural and software expense remains low.
  • the advantage of a writable MDC is i.a. in that, for example, aging phenomena of the ammunition can be compensated on the basis of empirical values.
  • electrical assemblies of the Tempier electronics may form the MDC.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the general structure of a weapon system with a data-providing unit 1, an ammunition communication system (MKS) 2 and an ammunition unit 3 is shown.
  • the ammunition unit 3 comprises a Tempier electronics 4, which is electrically connected to an igniter 5 of the ammunition unit 3.
  • the data-providing unit 1 here is preferably a fire control computer.
  • the Feuerleitrechner 1 is electrically connected via a data line A1, a CAN bus, and to provide a voltage and power supply U s , I s via a further line A2 to the MKS 2.
  • the electrical connection between the MKS 2 and the ammunition unit 3 is provided via the lines B1 and B2, wherein the line B2 represents a ground line and the line B1 for the supply voltage and responsible for the data transfer to the ammunition unit 3.
  • the Tempier electronics 4 comprises electrical modules 7 for the programming phase and electrical assemblies 8 for the flight phase.
  • FIG. 1 A general structure of the MKS 2 is shown in FIG. 1
  • the MKS 2 has, among other, for clarity, not shown assemblies a voltage supply with voltage modulation 20, a CAN bus interface 21 and a DC / DC converter 22. Outputs and inputs of these assemblies 20 -22 and a quartz oscillator 24 are connected to a microprocessor 25 with a quartz oscillator clock counter 25.1.
  • the voltage supply 20 is furthermore connected on the output side to a current demodulator 23, which accesses the microprocessor 25 with two connections.
  • a further, preferably bidirectionally operating line of the current demodulator 23 leads in extension as line B1 to the ammunition unit 3.
  • the DC / DC converter and the microprocessor 25 each have a connection to a necessary mass, the ammunition unit via line B2 3 connects to the mass.
  • Tempier electronics 4 is shown in more detail, with only the essential components are named here. These are a voltage demodulator 30, a current modulator 31 and a microprocessor 32 with an RC oscillator clock counter 32.1. These assemblies 30-32, which are summarized in Figure 1 by the reference numeral 7, are required for programming in the programming phase. For the flight phase, an RC oscillator 33, a tempier counter 34 and an actuator power stage 36 are responsible, which were summarized in Figure 1 by the reference numeral 8. Also shown is a firing sensor 35 which acts as a trigger of the programmed tempier time at the beginning of the flight phase. For the sake of functionality, a voltage regulator 37 is shown, which, however, will not be described in detail.
  • the temping is as follows:
  • the ammunition-specific data are automatically read out into the fire control computer 1. This determines the necessary temping time for the igniter 5. This information is forwarded to the MKS 2, in which these data are coded by means of microprocessor 25 and the voltage modulation module 20 (HBD-3 code), the coded tempier time pre-set a start byte and appending a stop byte different from the data word of the code.
  • the coded signal (see FIG. 4) is transmitted at a baud rate derived from the frequency (clocks) of the quartz oscillator 24 of the MKS 2, counted in the quartz oscillator clock counter 25. 1, and thus precisely defined in time Tempier electronics 4 transmitted and read into the microprocessor 32.
  • the clocks of the RC oscillator 33 between the start and stop bytes are measured with the RC oscillator clock counter 32.1. In principle, this would end the programming of the tempier data.
  • T ÜB a transmission time T ÜB is calculated with the microprocessor 32 of the Tempier electronics 4. This results from the transmitted data bytes "number of transmitted bits” and "baud rate", which are written as information in the programming in the microprocessor 32 and in the data log of FIG. 4 are shown.
  • T UB Number of transmitted bits / baud rate
  • the specified baud rate is realized by the quartz-precise microprocessor control in the MKS 2.
  • T SHOULD RC T ⁇ 1 - n / T UB ⁇ fuze-timing
  • the programming of the tempier counter 34 with the time-corrected T SOLL then results in an almost quartz precision, since the clock frequency of the RC oscillator 32 in the short phase of flight does not appreciably change.
  • the firing sensor 35 is a release for the tempier counter 34.
  • This then counts with the RC oscillator clock from tempêtmpier setpoint T SOLL from the RC oscillator clock counter 32.1, for example, back to zero and triggers when reaching the actuator -End treat 36 the igniter 5 from.
  • the accuracy of the temping can also be adjusted by a specific choice of the data transmission time T ÜB .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Tempierung einer Munitionseinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine tempierbare Munitionseinheit.
  • Zur Munitionsidentifizierung einer Munitionseinheit sind munitionsspezifische Daten, u.a. die Munitionsart, Losnummer, Herstellungsdatum etc., direkt auf einem in der Munitionseinheit befindlichen Datenspeicher abgelegt (Munitions-Daten-Chip). Diese Daten werden automatisch ausgelesen, wenn die Munitionseinheit in einen Ladungsraum eines Waffensystems eingebracht wird. Das Auslesen erfolgt häufig durch einen Feuerleitrechner des Waffensystems. Dieser erzeugt dann unter Berücksichtigung munitionsspezifischer und zielspezifischer Daten Richtsignale für die Richtanlage der Waffe sowie Steuersignale zur Akivierung eines in der jeweiligen Patrone bzw. Munitionseinheit angeordneten elektrisch programmierbaren Geschoßzünders.
  • Mit einer Vorrichtung zur Tempierung eines Geschoßzünders befaßt sich die DE 40 08 253 C2, die aus einer Spulenanordnung besteht.
  • Die US 4,577,561 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur digitalen Zünderprogrammierung. Aus dieser ist eine Tempierelektronik, bestehend aus einem Demodulator sowie einem Mikroprozessor, bekannt.
  • Mit der US 5,894,102 wird ein Verfahren zur Selbstkorrektur eines in einem Projektil befindlichen Zeit-Oszillators vorgestellt. Die Datenübertragung erfolgt nach Durchgang des Projektils durch eine Mündungsbremse und in digitaler Form. Die Korrektur basiert auf einer gemessenen Geschossmündungsgeschwindigkeit.
  • Aus der DE 197 16 227 C2 ist ein Waffensystem mit einer einen Mikrocontroller enthaltenden Munitionseinheit bekannt, das auf einen Feuerleitrechner als solches verzichtet und welcher durch das Systemzusammenspiel im munitions- und gerätegesteuerten Waffensystem ersetzt wird.
  • Aus der DE 198 27 378 A1 ist ein Waffensystem mit einer Feuerleitanlage und einer aus einer Waffe verschießbaren gattungsgemäßen Munitionseinheit bekannt. Zur ständigen Überprüfung der elektrischen Verbindung zwischen dem Feuerleitrechner und den ansteuerbaren Baugruppen in der jeweiligen Munitionseinheit findet eine bidirektionale Datenübertragung über die beiden zur Spannungs- und Stromversorgung der elektronischen Schaltungsvorrichtungen der jeweiligen Munitionseinheit benötigten Leitungen statt. Die Datenübertragung von der Feuerleitanlage zur elektronischen Schalteinrichtung in der Munitionseinheit erfolgt mittels Modulation der Spannungssignale der Versorgungsspannung. Die Rückmeldung an die Feuerleitanlage wird mittels Modulation der Stromsignale des Betriebsstromes realisiert. Dazu ist ein Umsetzer zwischen der Feuerleitanlage und der elektronischen Schalteinrichtung geschaltet. Die Tempierdaten zur Einstellung des Zünders werden dabei analog übertragen. Die erfolgte Tempierung wird dann durch eine kurzzeitige Erhöhung des Betriebsstromes quittiert. Nachteilig bei einer derartigen analogen Tempierung sind u.a. die notwendigen zusätzlichen Tempiersignale, die durch eine eigene Hartware und Software bereitgestellt werden müssen. Außerdem ist die Tempiergenauigkeit durch die Hardware festgelegt.
  • Hier greift die vorliegende Erfindung die Aufgabe auf, nämlich, die bei einer analogen Tempierung bekannten Nachteile auszuschließen.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
  • Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine digitale Datenübertragung der Tempierdaten in eine tempierbare Munitionseinheit vorzusehen, wozu diese Daten beispielsweise mit einem HDB - 3 (high density bipolar) Übertragungsskode sowie mittels Spannungs-Modulation übertragen werden. Dem HDB-3 Kode ist, wie bei asynchroner Datenübertragung bekannt, ein Start-Byte vor- und ein Stop-Byte nachgesetzt, die somit Bestandteil der Tempierdaten sind. Die Tempierzeit wird zwischen dem Start- und Stop-Bytes numerisch als Datenbyte übertragen.
  • Die Start- und Stop- Byte unterscheiden sich dabei von allen anderen Bit-Mustern im Waffensystem, um eine eindeutige Identifizierung des Start- und Stop-Signals zu realisieren. Das Start-Byte beginnt und das Stop-Byte endet vorzugsweise mit positiven Modulations-Pulsen. Dadurch wird verhindert, daß der Beginn als auch das Ende einer Datenübertragung irrtümlich durch kurzzeitige Leitungsunterbrechung oder Versorgungsspannungs-Einbrüchen eingeleitet bzw. abgeschlossen werden kann.
  • Dazu weist die Munitionseinheit eine Tempier-Elektronik auf, die einen (Spannungs-) Demodulator, einen (Strom-) Modulator sowie einem Mikroprozessor mit einem RC-Oszillator-Taktzähler, einen RC-Oszillator, einen Tempierzähler sowie eine Aktor-Enstufe beinhaltet. Ein Abschußsensor dient als Auslöseelement des Tempierzählers zu Beginn der Flugphase. Die Digitalisierung der Tempierdaten erfolgt in einem Munitions-Kommunikations-System, welches zwischen der Munitionseinheit und einer die Munitionseinheit verschießbaren Waffe eingebunden ist.
  • Weitere Vorteile ergeben sich in den weiteren Unteransprüchen.
  • Durch die Codierung der binären Daten in bipolare Daten (HDB-Kode) wird eine DC freie Spannungs- und Strom- Modulation sowie eine kontinuierliche Synchronisation der Datenübertragungs-Schnittstelle erreicht. Die gleichspannungsfreie Modulation ermöglicht in Weiterführung der Erfindung die zeitgleiche Übertragung der Tempierdaten als auch der Spannungs- und Stromdaten auf einer vorhandenen Verbindungsleitung für die Spannungsversorgung der Tempier-Elektronik, wozu die Versorgungsspannung und der Ausgangsstrom vom MKS beipielsweise im Mittelwert konstant bleiben.
  • Eine zeitsynchrone Erkennung von Start- und Stop-Byte kann durch eine durch Interrupt gesteuerte Auswertung der Signale aus einem Spannungs-Demodulator per Mikroprozessor und Software in der Tempier-Elektronik realisiert werden (Generierung eines Countergate).
  • Die digitale Übertragung der Tempierdaten erlaubt in Weiterführung der Erfindung die Berücksichtigung der Eigenschaften eines zur Tempierung notwendigen TaktOszillators (Zeitbasis) in der Tempier-Elektronik. Frequenzinstabilität als auch Alterungserscheinungen können durch Ermittlung der Oszillator Taktrate und durch Berechnung eines zeitkorrigierten Tempier-Sollwertes kurzzeitig kompensiert werden, so daß ein stromsparender und abschußfester RC-Oszillator verwendet werden kann. Die Zeitbasis in der Tempier-Elektronik wird mit Hilfe der Daten-Übertragungsgeschwindgkeit (Baudrate) kalibriert, wobei die Übertragung von einem Quarz-Oszillator im MKS zum RC-Oszillator in der Tempier-Elektronik quarzgenau erfolgt.
  • Die Rückmeldung über die aktuellen und korrigierten programmierten Tempierdaten ist mit Hilfe einer digitalen Versorgungsstrom-Modulation der einprogrammierten Tempierdaten vorgesehen.
  • Die Datenübertragung wird bidirektional durchgeführt.
  • Die Rückmeldung des programmierten zeitkorrigierten Tempier-Sollwertes und der Anzahl der RC-Oszillator Taktrate kann zudem für eine Systemkontrolle genutzt werden. Dies ermöglicht eine Überprüfung im MKS, ob die Tempierung und Zeitkorrektur sachgemäß durchgeführt worden sind.
  • Eine weitere Kontrolle der Datenübertragung ist durch die Prüfung der Anzahl der übertragenden Bits als auch durch eine Checksumme gegeben.
  • Der Vorteil einer digitalen Tempierung liegt auch darin, daß die Tempiergenauigkeit per Software variabel gestaltet werden kann, da sie keiner hardwaremäßigen Abhängigkeit unterliegt. Die Tempiergenauigkeit läßt sich beispielsweise durch die Wahl der Daten-Übertragungszeit einstellen.
  • Es versteht sich, daß bei der Verwendung eines beschreibbaren Munitions-Daten-Chips (MDC) innerhalb der Munitionseinheit zudem sichergestellt wird, daß ein gleicher Daten- und Spannungstransfer für den MDC als auch die Zündertempierung genutzt werden kann. D. h., der bauliche als auch softwaremäßige Aufwand bleibt gering. Der Vorteil eines beschreibbaren MDC liegt u.a. darin, daß beispielsweise Alterungserscheinungen der Munition anhand von Erfahrungswerten kompensiert werden können. In einer besonderen Ausführung können elektrische Baugruppen der Tempier-Elektronik den MDC bilden.
  • Somit ergibt sich eine Tempier-Elektronik mit einer hohe Flexibilität, welche zudem einen höheren Schutz der elektronischen Baugruppen durch Verwendung von nur positiven oder alternativ nur negativen (unipolaren) Spannungen realisiert.
  • Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
  • Es zeigt
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Waffensystem mit einer Daten liefernden Einheit, einem Munitions-Kommunikations-System sowie einer Munitionseinheit mit elektronischen Baugruppen,
    Fig. 2
    die wesentlichen elektronischen Baugruppen des Munitions-Kommunikations-Systems aus Fig.1 in Blockbilddarstellung,
    Fig. 3
    die wesentlichen elektrischen Baugruppen der Tempier-Elektronik der Munitionseinheit aus Fig. 1 in Blockbilddarstellung,
    Fig. 4
    eine Darstellung der Datenübertragung vom Munitions-Kommunikations-System zum Zünder mit einem zugehörigen Datenprotokoll,
    Fig. 5
    eine Darstellung der Datenübertragung vom Zünder mit einem zugehörigen Datenprotokoll.
  • In Fig. 1 ist in einer schematischen Darstellung der allgemeine Aufbau eines Waffensystems mit einer die Daten liefernden Einheit 1, einem Munitions-Kommunikations-System (MKS) 2 sowie einer Munitionseinheit 3 dargestellt. Die Munitionseinheit 3 umfaßt eine Tempier-Elektronik 4, die mit einem Zünder 5 der Munitionseinheit 3 elektrisch verbunden ist. Die die Daten liefernde Einheit 1 ist hierbei vorzugsweise ein Feuerleitrechner.
  • Der Feuerleitrechner 1 ist über eine Datenleitung A1, ein CAN-Bus, sowie zur Bereitstellung einer Spannungs- und Stromversorgung Us, Is über eine weitere Leitung A2 mit dem MKS 2 elektrisch verbunden. Die elektrische Verbindung zwischen dem MKS 2 und der Munitionseinheit 3 wird über die Leitungen B1 sowie B2 geschaffen, wobei die Leitung B2 eine Masseleitung darstellt und die Leitung B1 für die Versorgungsspannung und den Datentransfer zur Munitionseinheit 3 verantwortlich zeigt. Die Tempier-Elektronik 4 umfaßt elektrische Baugruppen 7 für die Programmierphase und elektrische Baugruppen 8 für die Flugphase.
  • Ein allgemeiner Aufbau der MKS 2 ist in der Fig. 2 aufgezeigt.
  • Das MKS 2 weist neben weiteren, der Übersichtlichkeit halber nicht näher dargestellten Baugruppen eine Spannungsversorgung mit Spannungmodulation 20, eine CAN-Bus-Schnittstelle 21 und einen DC/DC-Wandler 22 auf. Ausgänge und Eingänge dieser Baugruppen 20 -22 sowie der eines Quarz-Oszillators 24 sind mit einem Mikroprozessor 25 mit einem Quarz-Oszillator-Taktzähler 25.1 verbunden. Die Spannungsversorgung 20 ist des Weiteren ausgangsseitig mit einem Strom-Demodulator 23 verbunden, der mit zwei Anschlüssen auf den Mikroprozessor 25 zugreift. Eine weitere, vorzugsweise bidirektional arbeitende Leitung des Strom-Demodulators 23 führt in Verlängerung als Leitung B1 zur Munitionseinheit 3. Der DC/DC- Wandler als auch der Mikroprozessor 25 greifen mit jeweils einen Anschluß auf eine notwendige Masse, die über die Leitung B2 die Munitionseinheit 3 mit der Masse verbindet.
  • In Fig. 3 ist die Tempier-Elektronik 4 näher dargestellt, wobei auch hier nur die wesentlichen Baugruppen benannt sind. Dies sind ein Spannungs-Demodulator 30, ein Strom-Modulator 31 sowie ein Mikroprozessor 32 mit einem RC-Oszillator-Taktzähler 32.1. Diese Baugruppen 30 - 32, welche in Fig.1 unter dem Bezugszeichen 7 zusammengefaßt sind, werden für die Programmierung in der Programmierphase benötigt. Für die Flugphase zeigen ein RC-Oszillator 33, ein Tempierzähler 34 sowie eine Aktor-Enstufe 36 verantwortlich, welche in Fig.1 mit dem Bezugszeichen 8 zusammengefaßt wurden. Weiterhin dargestellt ist ein Abschußsensor 35, der als Auslöser der programmierten Tempierzeit zu Beginn der Flugphase fungiert. Der Funktionalität halber ist ein Spannungsregler 37 dargestellt, der jedoch nicht näher beschrieben wird.
  • Die Tempierung läuft wie folgt ab:
  • Von einem Munitions-Daten-Chip 9 werden die munitionsspezifischen Daten automatisch in den Feuerleitrechner 1 ausgelesen. Dieser ermittelt die notwendige Tempierzeit für den Zünder 5. Diese Information wird an das MKS 2 weitergeleitet, in welchem diese Daten mittels Mikroprozessor 25 und der Spannungsmodulations-Baugruppe 20 codiert werden (HBD-3 Kode), wobei der codierten Tempierzeit ein Start-Byte vorgesetzt und ein Stop-Byte angehängt wird, welche sich vom Datenwort des Kodes unterscheiden. Das codierte Signal (siehe Fig. 4) wird mit einer Baudrate übertragen, die aus der Frequenz (Takten) des Quarz-Oszillators 24 des MKS 2 abgeleitet ist, im Quarz-Oszillator-Taktzähler 25. 1gezählt, und damit zeitlich definiert genau an die Tempier-Elektronik 4 übertragen und in den Mikroprozessor 32 eingelesen wird. Hier werden mit dem RC-Oszillator-Taktzähler 32.1 die Takte des RC-Oszillators 33 zwischen Start- und Stopbyte gemessen. Prinzipiell wäre damit die Programmierung der Tempierdaten beendet.
  • Eine Problematik, die sich bei der digitalen Tempierung ergeben kann, wenn ein stromsparender und abschußfester RC-Oszillator als Takt-Oszillator 33 in der Munitionseinrichtung 3 verwendet wird, besteht darin, daß die Genauigkeit der programmierten Tempierzeit, bedingt durch die schlechte Güte dieser Art Oszillatoren, unzureichend wird.
  • Hiergegen ist vorgesehen, die negativen Eigenschaften des RC-Oszillators 32 für den Zeitraum der Flugphase hinreichend zu komprimieren. Dazu wird eine Übertragungszeit TÜB mit dem Mikroprozessor 32 der Tempier-Elektronik 4 berechnet. Diese ergibt sich aus den übertragenen Datenbyte "Anzahl der übertragenen Bits" und "Baudrate", welche als Information bei der Programmierung mit in den Mikroprozessor 32 geschrieben werden und im Datenprotokoll nach Fig. 4 dargestellt sind. T ÜB = Anzahl der übertragenen Bits / Baudrate
    Figure imgb0001
  • Die spezifiziert Baudrate wird durch die quarzgenaue Mikroprozessor-Steuerung im MKS 2 realisiert.
  • Aus der Übertragungszeit TÜB und der in dieser Zeit ermittelten RC-Oszillator-Taktrate RCT1-n wird ein zeitkorrigierter Tempier-Sollwert TSOLL bestimmt.
  • Dieser berechnet sich aus T SOLL = RC T ⁢ 1 - n / T ÜB × Tempierzeit .
    Figure imgb0002
  • Die Programmierung des Tempierzählers 34 mit dem zeitkorrigierten TSOLL ergibt dann eine nahezu Quarzgenauigkeit, da sich die Taktfraquenz des RC-Oszillators 32 in der kurzen Flugphase bekanntlich nicht nennenswert ändert. Bei Munitionsabschuß gibt der Abschuß-Sensor 35 eine Freigabe für den Tempierzähler 34. Dieser zählt dann mit dem RC-Oszillator Takt vom tempierten Tempierzähler-Sollwert TSOLL aus dem RC-Oszillator-Taktzähler 32.1 beispielsweise rückwärts auf Null und löst beim Erreichen über die Aktor-Endstufe 36 den Zünder 5 aus.
    Die Genauigkeit dem Tempierung kann zudem durch eine gezielte Wahl der Daten-Übertragungszeit TÜB eingestellt werden.
  • Diese innerhalb der Munitionseinheit 3 vor dem Abschuß ablaufenden Korrektur-Vorgänge werden über eine Strom-Modulation im Strommodulator 31 und die Leitung B1 an das MKS 2 zurückgemeldet, wie in Fig. 5 dargestellt und im Strom-Demodulator 23 für den Mikroprozessor 25 aufbereitet. Auch hierbei werden bei der Codierung der Rückmeldung ein Start-Byte und ein Stop-Byte vor bzw. nach dem codierten Datenwort geschrieben. Vom Mikroprozessor 25 können diese Informationen beispielsweise zur Systemkontrolle verwendet werden. Außerdem kann die Richtigkeit der erfolgten Tempierung und der Zeitkorrektur überprüft werden.
  • Es versteht sich, daß im Rahmen der Erfindung sich weitere vorteilhafte Nutzungen ergeben. So kann, wenn ein beschreibbarer Munitions-Daten-Chip (MDC) 9 (Fig.1) in der Munitionseinheit 3 eingebunden ist, ein gleicher Daten- und Spannungstransfer über die gemeinsame Leitung B1 erfolgen. Der hardwaremäßige Aufwand für das MKS 2 bleibt dabei gleich. Die Software kann leicht angepaßt werden.

Claims (19)

  1. Verfahren zur Tempierung einer Munitionseinheit (3) mit folgenden Schritten:
    - Digitalisierung der Tempierzeit mittels Modulation
    - Übertragung der codierten Tempierdaten in die Munitioseinheit (3),
    - Demodulation der Tempierdaten in einer Demodulationsstufe (30) der Munitionseinheit (3) und Weitergabe der Tempierdaten an einen Mikroprozessor (32) zur internen Weiterverarbeitung im Zusammenspiel mit einem Oszillator (33) in der Munitionseinheit (3), dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren das Setzen eines Start-Byte und eines Stop-Byte beinhaltet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zeitkorrigierter Tempierwert (TSOLL) für den Oszillator (33) bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitkorrigierte Tempierwert (TSOLL) aus einer Übertragungszeit (TÜB) und einer ermittelten Oszillator-Taktrate (RCT1-n) ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Übertragungszeit (TÜB) sich aus dem Verhältnis der Anzahl der übertragenen Bits zur Baudrate bestimmen läßt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tempierzähler (34) der Munitionseinheit (3) mit dem zeitkorrigierten Tempierwert (TSOLL) programmiert wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die digitalisierten Tempierdaten mittels Modulation der Versorgungsspannung übertragen werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungskode ein bipolarer, gleichspannungsfreier Kode, beispielsweise ein HDB-3 Kode ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tempierzeit zwischen dem Start- und einem Stop-Byte numerisch als Datenbyte übertragen wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Start-Byte mit eine positiven Modulations-Pulse beginnt und das Stop-Byte mit einem positiven Modulations-Pulse endet und das Start- und Stop-Byte nicht dem Übertragungskode entsprechen.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine zeitgleiche Übertragung der Tempierdaten als auch der Versorgungsspannung der Munitionseinheit (3) erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung eines beschreibbaren Munitions-Daten-Chips (9) innerhalb der Munitionseinheit (3) ein gleicher Daten- und Versorgungsspannungstransfer für den Munitions-Daten-Chip (9) als auch den tempierbaren Zünder nutzbar ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückmeldung über die programmierten Tempierdaten erfolgt durch Modulation des Versorgungsstroms.
  13. Vorrichtung zur Tempierung für ein Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, mit einer die zu digitalisierenden Tempierdaten liefernden Einheit (1) mit Mitteln zum Setzen eines Start- und Stop-Bytes und einer Munitionseinheit (3), denen ein System (2) zwischengeschaltet ist, welches während der Übertragung der Tempierdaten auch als externe Spannungs- und Stromversorgungseinrichtung für die Munitionseinheit (3) fungiert.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das System (2) ein Munitions-Kommunikations-System ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das System (2) eine Spannungsversorgung mit Spannungsmodulation (20), eine CAN-Bus-Schnittstelle (21) und einen DC/DC- Wandler (22) aufweist, deren Ausgänge sowie der eines Quarz-Oszillators (24) sind auf Eingänge eines Mikroprozessors (25) mit einem Quarz-Oszillator-Taktzähler (25.1) geführt sind, wobei Spannungsversorgung (20) ausgangsseitig mit einem Strom-Demodulator (23) verbunden ist, der mit zwei Anschlüssen auf den Mikroprozessor (25) zugreift.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Munitionseinheit (3) während der Übertragung der Tempierdaten mit dem vor geschalteten System (2) verbunden ist, welche zudem als externe Spannungs- und Stromversorgungseinrichtung fungiert.
  17. Tempierbare Munitionseinheit (3) für eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 bis 16, aufweisend
    - eine Tempier-Elektronik (4) mit Mitteln zur Erkennung von Start und Stop-Byte, die elektrische Baugruppen (7) für die Programmierphase und elektrische Baugruppen (8) für die Flugphase umfasst.
  18. Tempierbare Munitionseinheit (3) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Tempier-Elektronik (4) mit einem Oszillator (33) eingangsseitig mit einer externen Spannungs- und Stromversorgungseinrichtung verbindbar und ausgangsseitig mit einem Zünder (5) verbunden ist, wobei
    - ein Demodulator (30) sowie ein Mikroprozessor (32) in die Tempier-Elektronik (4) eingebunden sind,
    - der Mikroprozessor (32) mit einem Oszillator-Taktzähler (32.1) ausgestattet ist und
    - auf den Oszillator (33) zugreift, dem
    - ein Tempierzähler (34) sowie eine Aktor- Endstufe (36) nachgeschaltet sind.
  19. Tempierbare Munitionseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator (33) ein RC-Oszillator ist.
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