EP1329683B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kompensieren von Schiessfehlern und Systemrechner für Waffensystem - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Kompensieren von Schiessfehlern und Systemrechner für Waffensystem Download PDF

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EP1329683B1
EP1329683B1 EP02024376A EP02024376A EP1329683B1 EP 1329683 B1 EP1329683 B1 EP 1329683B1 EP 02024376 A EP02024376 A EP 02024376A EP 02024376 A EP02024376 A EP 02024376A EP 1329683 B1 EP1329683 B1 EP 1329683B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
values
error
errors
weapon barrel
measurement
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02024376A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1329683A1 (de
Inventor
Gabriel Schneider
Michael Gerber
Urs Meyer
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 Air Defence AG
Original Assignee
Oerlikon Contraves AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oerlikon Contraves AG filed Critical Oerlikon Contraves AG
Publication of EP1329683A1 publication Critical patent/EP1329683A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1329683B1 publication Critical patent/EP1329683B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00—Aiming or laying means
    • F41G3/32—Devices for testing or checking
    • F41G3/323—Devices for testing or checking for checking the angle between the muzzle axis of the gun and a reference axis, e.g. the axis of the associated sighting device
    • 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
    • F41A27/00—Gun mountings permitting traversing or elevating movement, e.g. gun carriages
    • F41A27/30—Stabilisation or compensation systems, e.g. compensating for barrel weight or wind force on the barrel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G5/00—Elevating or traversing control systems for guns
    • F41G5/26—Apparatus for testing or checking

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for compensating shooting defects of a weapon system having a gun barrel, which are caused by static gun geometry errors, according to the preamble of claims 1 and 12, respectively .
  • the invention relates to all possible static gun geometry errors and their compensation.
  • Guns consist of numerous individual parts that are fixed or movable with each other are connected.
  • the items can never be precise massively, but only with certain manufacturing tolerances or deviations from the theoretically determined Mass produced, and also in the assembly arise within the specified assembly tolerances deviations from the intended mutual situations.
  • the totality of the deviations has the consequence that every gun has deviations from its ideal geometry, which as Gun geometry errors are called.
  • gun geometry error are composed of numerous types of errors. For example Gun geometry errors manifest themselves in that the azimuth ⁇ of the Gun barrel in the zero position, as indicated by an azimuth indicator of the gun is displayed, in reality not equal to 0 °, but by a small one Angle ⁇ deviates from 0 °.
  • the elevation ⁇ of the gun barrel in its zero position not the one indicated by the elevation display of the gun Value 0 °, but differ by a small angle ⁇ from 0 °.
  • ⁇ and ⁇ may be equal to zero, but only if Compensate for different gun geometry errors.
  • the manufacturing tolerances can indeed for the same items in a series of guns equal or approximately the same, if such items are always on the same machine, with non-wearing or precisely adjustable Tools and under the same external conditions as e.g. temperature conditions getting produced. Nevertheless, after installation, the gun geometry errors be different from gun to gun.
  • the gun geometry errors characterize the individual guns and thus represent actual gun parameters. As a result of the gun geometry errors, especially as a result of the angle errors, shooting errors occur or a reduction in the accuracy of the guns. Because of the wide Distances between the mouth of the weapon barrel and the targets, which through cause the projectiles fired by the gun barrel to be hit also slight angular deviations of the weapon barrel considerable Deposits of projectiles from the targets to be tackled.
  • the shooting errors based on them can be compensated by taking into account the gun parameters, in addition to other data, by the software of a computer assigned to the gun when determining the aiming values can.
  • the term of a computer associated with the gun means a gun computer and / or a computer of a fire control device.
  • Other data taken into account by the computer are, in particular, target data describing the location and movement of the target, meteorological data describing the respective meteorological conditions, v 0 data representing the deviation of the actual muzzle velocity from a theoretically determined muzzle velocity and, if necessary, bullet data characterizing each missile fired.
  • FR-2 505 477 nor DE-0 179 387 describe a complete method and a complete device with which a compensation of shooting errors can be made in a satisfactory manner.
  • the weapon barrel whose position is affected by the gun geometry errors, can be brought into different positions by swinging back and forth or complete rotation, each position being determined by the corresponding azimuth, ie the corresponding azimuth and elevation means the corresponding elevation angle, is defined.
  • a rotation about the vertical axis changes the azimuth and a rotation about the transverse axis changes the elevation.
  • the vertical axis and the transverse axis are two axes of a spatial, preferably orthogonal axis system whose axes are defined in Table 1 .
  • the azimuth does not mean the deviation from the north direction but from a zero position, as in the shooting mode.
  • Shooting errors occur because the actual position or actual position of the barrel is not the same as its desired position.
  • the desired position is defined, inter alia, by the values for azimuth and elevation determined by the fire control computer or system computer, but is not assumed due to static gun geometry errors.
  • the occurring angular error of the position of the weapon barrel, the gun geometry error causing it, and the primary causes of the gun geometry error are shown in Table 2 .
  • the angle errors that manifest themselves as azimuth errors and as elevation errors consist of the following five types of errors, but which are not independent of each other: (1) Azimuth tracking error ⁇ 1 (2) Tumbling error ⁇ (3) Elevation tracking error ⁇ (4) Lotablauf error ⁇ 2 (5) Schiel error ⁇ Angle error of weapon barrel position, gun geometry errors and their causes angle error Gun geometry errors reason Azimuth error (page fault) ⁇ 1 azimuth-tracking error 1. eccentricity of the side rotary bearing 2. Out-of-roundness of side rotary bearing 3. Variable tooth distances in the ring gear of the side rotation 4. Coder error ⁇ 2.Lotablauf error 5. canting of the elevation axis to the horizon 6.
  • Eccentricity of the height-pivot bearing 9.
  • Out of roundness of the height turnbuckle 10.
  • Variable tooth distances in the ring gear of the height rotation 11.
  • Coder error 12.
  • Backward tilting of the gun with increasing elevation ⁇ wobble error 13.
  • the actual values can be determined as a function of the correction values represented by the target values and processed so that let them determine the correction values.
  • Such treatment at which can estimate correction values from the measured angle errors numerically or with tabular aids or mathematically or in combination be made numerically / mathematically.
  • the numeric method stores pairs of values in a table wherein, of each pair of values, a first value is the target value and a second value is the actual value or the difference between the actual value and the target value.
  • the value pairs can also be considered as an empirical error curve.
  • the table or the empirical error curve is then used in the calculation of guide values available, such that the calculation of each guideline value in corrected Manner taking into account the corresponding values of the table or the empirical error curve is done.
  • the error values are first tabulated in Dependence of the desired angle or as an empirical error curve and then approximated by at least one mathematical function; the means that the empirical error curve is either over its entire course by a single mathematical error function or sections by each a mathematical part-error function, in total therefore by several mathematical ones Approximated partial error functions.
  • the mathematical error function is then made available to the computer, which provides a correction function which he determines when calculating the aiming values for the barrel, that is, the azimuth and the elevation, considered.
  • the numerical method can be designed so that the necessary accuracy is guaranteed for the compensation of shooting errors.
  • the mathematical method has the advantage that mathematical error functions simply, namely with known mathematical Method, can be analyzed; it is not only the Values for the compensation of shooting errors but also insights about the Gain influence of individual constructional conditions on the error functions; thereupon induced constructive improvements serve in the end, the combat shotgun-related shooting error at the root by the gun geometry errors are eradicated.
  • constructive should on conceptional as well as production and assembly Refer to circumstances.
  • a mean empirical error curve or off every empirical error curve is a mathematical error function and off this one mean mathematical error function or from any empirical Error curve a correction function and off all correction functions one mean correction function are formed.
  • the rotation of the gun barrel takes place always in the same direction; the error values thus obtained are monodirectional certain error values, which are processed numerically or mathematically.
  • the empirical error curve or mathematical error function a mono-directionally determined or mono-directional error curve or error function.
  • the error values are, as explained above, in Generally among other things depending on the sense of rotation in which this rotation is carried out. It is therefore advantageous to carry out two measurements.
  • the Gun barrel is here for the first measurement in a first sense of rotation and for the second measurement in the opposite direction of rotation about the same axis of rotation turned.
  • the measurement positions of the first - directional rotation and the measurement positions of the second-directional measurement positions may or may not be the same. at These rotations become first-directional and second-directional error values determined.
  • a direction-free error value can be determined and further processed or recycled.
  • a mean direction-free empirical error curve off the latter has a mean directional-free mathematical error function and be determined from this one mean directional free correction function the correction function being taken into account in the calculation of the guide values becomes.
  • a systematic error share of resulting in total error values are preferably both the first-directional Error values as well as the second-directional error values separately processed or recycled.
  • measuring devices are used.
  • watercrafts preferably electronic watercrafts
  • gyro measuring systems preferably optoelectronic gyro measuring systems, which are understood as ring laser gyros and fiber gyros
  • the measuring instruments generally have to be calibrated after they have been mounted on the gun or on the weapon barrel before the start of a measuring procedure.
  • gyroscope gauging systems it is generally necessary to record the constantly changing rotary drift and to correct the measured values according to the gyro drift.
  • An example of the detection and consideration of rotary drift is described in the European patent application EP-00126917.4 .
  • the above description relates to the determination of a correction function based on the detection of error values arising during the rotation of the weapon barrel about one of the axes.
  • the gun barrel is turned not only one axis but also two non-coincident, generally orthogonal axes.
  • the first axis is the vertical axis A and the second axis is the transverse axis L , the azimuth ⁇ being adjusted by rotation about the vertical axis A and the elevation ⁇ by rotation about the transverse axis L.
  • the azimuth synchronous error ⁇ 1 and the wobble error ⁇ can be determined.
  • the position of the weapon barrel is changed in steps at an elevation of 0 ° in the azimuth ⁇ .
  • the azimuth errors thus obtained give an azimuth-error curve, which is generally such that it can be approximated by a sine function, with a rotation of the gun barrel through 360 ° one or more periods of the sine Function correspond.
  • the measuring device used is a first measuring unit of the gyro measuring system.
  • the wobble error ⁇ is also detected.
  • the rotations of the weapon barrel performed to detect the azimuth-tracking error ⁇ 1 can be repeated.
  • the actual azimuth and the desired azimuth or their difference are not detected or determined.
  • the actual angle of inclination of the weapon barrel axis to the horizontal is recorded; this inclination angle is referred to as the actual wobble angle or actual value.
  • the theoretical inclination angle, which is referred to as the desired wobble angle or desired value is always zero here, since the measurement procedure is carried out at an elevation of 0 °.
  • the tumbling movement is detected during a rotation about the vertical axis A.
  • the measuring system used is a spirit level, preferably an electronic spirit level.
  • the elevation tracking error ⁇ and the Lotablauf error ⁇ 2 be determined.
  • the elevation tracking error ⁇ is composed of two parts, the only collectively determinable.
  • a first portion of the elevation tracking error ⁇ is based - analogous to the azimuth-tracking error - that the respective actual angle of the gun barrel do not match the target angles.
  • a portion of the elevation tracking error ⁇ descriptive partial-error curve or partial-error function has the nature of a sine function, possibly with multiple angular frequency.
  • Another part of the elevation tracking error ⁇ is based on that with increasing elevation exerted by the weight of the gun barrel on the mount Torque is lower; This torque has the tendency of the gun barrel to turn down; in a lashing position, for example with azimuth 0 ° and low elevation, the gun will tend to tilt forward.
  • the part-error curve or partial error function which is this portion of the elevation tracking error describes the nature of having a cosine curve subtracted from 1 simple angular frequency.
  • the measurements of the second measurement procedure, with which the elevation tracking error is determined run analogous to the measurement procedure, with which the azimuth synchronization error is detected. They result in the mathematical method an error function in the manner of a sine function corresponding to the first Proportion of the elevation tracking error, but this sinusoidal function not around a horizontal but around the steadily rising curve of 1 subtracted cosine curve corresponding to the second portion of the elevation tracking error swings.
  • the two partial error functions can be used separate. For the calculation of the corresponding correction function If such a separation does not have to be carried out, since only the result namely, the correction of the entire elevation tracking error is of concern.
  • the part-error-functions can be interesting, because they are errors of the Gun construction, the temperature dependence of individual assemblies, the Wear and other things more visible.
  • a second Measuring unit of the gyro measuring system used for measurement.
  • the Lotablauf error ⁇ 2 which can also be determined within the second measurement procedure, based on the fact that the elevation axis L and the azimuth axis A are not as intended orthogonal to each other, and that the weapon barrel axis is not as intended orthogonal to the elevation axis L. Even with a horizontal gun then a change in the elevation ⁇ has an error of the azimuth ⁇ result.
  • the Lotablauf error ⁇ 2 is measured with the first measuring unit of the gyro measuring system.
  • FIG. 1A schematically shows a weapon system 10 .
  • the weapon system 10 has a gun 10.1 with a weapon barrel 10.2 , a fire control device 10.3 and a Feuerleitrechner or system computer 10.4 .
  • the weapon system 10 also has a desired-value encoder 10.5 , with which the target position of the gun barrel 10.2 is detected.
  • FIG. 1A shows a device 20 for carrying out the method according to the invention.
  • the device 20 has a measuring system 20.1 for detecting the actual values, which describe the actual position of the weapon tube 10.2 after straightening, and a computer unit 20.2.
  • the setpoint value transmitter 10.5 is usually a component of the weapon system 10, it is also functionally assigned to the device 20 .
  • FIG. 1B shows the gun 10.1 of the weapon system 10, with a lower mount 12, a upper mount 14 and with the weapon barrel 10.2.
  • the lower carriage 12 is supported on three legs 12.1, 12.2, 12.3 on a horizontal base 1 .
  • the orthogonal axis system of the three axes is drawn, wherein the vertical axis with A, the transverse axis with L and the longitudinal axis with R is designated.
  • the weapon barrel 10.2 is rotatable about the vertical axis A for changing the side angle or the azimuth ⁇ and about the transverse axis L for changing the elevation angle or the elevation ⁇ .
  • an opto-electronic gyroscope measuring system 22 is arranged in the mouth region, which forms a component of the measuring system 20.1 .
  • the gyro measuring system 22 comprises a first measuring unit or ⁇ -measuring unit and a second measuring unit or ⁇ -measuring unit, with which angle changes as a result of changed azimuth ⁇ or modified elevation ⁇ of the weapon barrel 10.2 are detected.
  • the following describes how to proceed to compensate for an azimuth synchronous error ⁇ 1 and to compensate for a wobble error ⁇ that can be detected within a first measuring procedure, but in separate sub-procedures.
  • FIGS. 2A to 2C relate to the partial procedure relating to the azimuth-tracking error ⁇ 1.
  • the gun 10.1 is shown greatly simplified in plan view.
  • the weapon barrel 10.2 shown in simplified form as the weapon barrel axis, is indicated by solid lines in its zero position and by dashed lines in one of the measuring positions, which encloses an angle of, for example, 20 ° with the zero position.
  • the weapon barrel 10.2 is rotated in steps of, for example, 5 ° in the direction of the arrow D1 in total by 180 ° in an end position.
  • the rotation of the barrel 10.2 is controlled by the fire control computer 10.4 .
  • Each measuring position is determined by the associated side angle or the associated azimuth ⁇ .
  • the weapon tube 10.2 is theoretically in a desired position, which is defined by an associated desired value or an associated target azimuth ⁇ 1 (theor) , which is displayed, for example, on the gun 10.1 .
  • the weapon tube 10.2 is in an actual position, which is indicated by an actual value or an actual azimuth ⁇ 1 (eff) detected by the ⁇ -measuring unit of the gyro measuring system 22 of the measuring system 20.1 .
  • the computer unit 20.2 in each case calculates the error value or error angle, that is to say the deviation of the actual value ⁇ 1 (eff) from the setpoint value ⁇ 1 (theor).
  • the error values are then represented as a first-directional empirical azimuth error curve f ⁇ 1 (D1) 1 as a function of ⁇ 1 (theor) .
  • the method steps described so far are repeated several times to eliminate random errors in the detection of actual azimuth and target azimuth as possible.
  • further first-directional empirical azimuth error curves f ⁇ 1 (D1) 2 , f ⁇ 1 (D1) 3 , f ⁇ 1 (D1) 1 are determined.
  • all first-directional azimuth error curves finally result in a mean first-directional azimuth-error curve f ⁇ 1 (D1).
  • the mean direction-free azimuth error curve f ⁇ 1 (D0), which describes the azimuth synchronous error ⁇ 1, for example in the form of a sinusoidal curve with twice the angular frequency. This suggests that there is a slight ovality in the side pivot.
  • the mean direction-free empirical azimuth error curve f ⁇ 1 (D0) or the value pairs which define this curve are made available to the fire control computer or system computer in order to be available for further calculations of guide values .
  • the numerical method can be carried out analogously for all measuring procedures.
  • the mean direction-free empirical azimuth error curve f ⁇ 1 (D0) is approximated by a mathematical azimuth error function ⁇ 1.
  • the approximation is performed either in sections by a mathematical partial error function, the entirety of the partial error functions being referred to as a mathematical error function, or altogether by a single mathematical error function.
  • the mathematical error function F ⁇ 1 is used to create a correction function, which is taken into account when calculating the guide values together with other available data.
  • the method steps described here can be carried out again; the corrected azimuth error curve f ⁇ 1 (D0) korr determined here is substantially flatter than the non-corrected error curve f ⁇ 1 (D0); The originally considerable azimuth-tracking error can thus be reduced to a very small residual error or almost completely compensated.
  • the method steps described above can also be partially different but the results are not or not material affected. In particular, it saves time, the measurements for the determination the first-directional and the second-directional error functions alternately perform.
  • FIGS. 3A to 3C relate to the wobble error ⁇ .
  • the weapon barrel 10.2 should be directed horizontally at an elevation of 0 °, that is, the target elevation should be 0 °.
  • the barrel 10.2 will always have a slight inclination to the horizontal, that is, the actual elevation is not 0 ° but differs by ⁇ of 0 °.
  • the angle ⁇ is dependent on the azimuth ⁇ .
  • the weapon barrel 10.2 therefore performs a so-called wobble motion, which is described by a wobble error function.
  • the weapon barrel 10.2 is moved without elevation ⁇ in equal steps as for determining the azimuth synchronous error ⁇ 1.
  • the effective inclination or tumble angle of the weapon barrel 10.2 is detected , which is referred to as weapon barrel wobble angle ⁇ (eff) .
  • the theoretical inclination or wobble angle which is referred to as the desired value or desired wobble angle ⁇ (theor) , is zero.
  • the actual value or actual wobble angle ⁇ (eff) can be represented as a function of the azimuth ⁇ (theor) .
  • the wobble error therefore has two causes: First, the azimuth-dependent stiffness of the lower mount; the resulting fraction of the wobble error is shown in Fig. 3B ; secondly, the likewise azimuth-dependent stiffening effect through the legs, the resulting proportion of the wobble error being illustrated in FIG. 3C .
  • the positive values of the wobble error are shown by solid lines and the negative values of the wobble error by dashed lines.
  • the elevation synchronization error ⁇ is composed of two error components. Both error components can be detected by means of a second measuring unit or ⁇ measuring unit of the gyro measuring system 22 of the measuring system 20.1 and only in their entirety. With ⁇ therefore data or functions are designated or indexed, which relate to the entire elevation tracking error ⁇ .
  • elevation ⁇ is understood as meaning the inclination angle of the weapon barrel 10.2 relative to the horizontal assumed by the weapon barrel 10.2 while keeping the azimuth constant.
  • the elevation ⁇ is changed, starting from a horizontal position, that is to say from an elevation of 0 ° and a perpendicular deviation of likewise 0 °, in steps of, for example, 5 ° to an end position of, for example, 85 °.
  • the movement of the barrel 10.2 is controlled by a computer.
  • the weapon barrel is 10.2 in a measurement position.
  • its elevation is theoretically a value which is referred to as the desired value or setpoint elevation ⁇ (theor) and which is specified by the setpoint value transmitter 10.5 .
  • the weapon barrel 10.2 is in a different position, which is described by the actual value or the actual elevation ⁇ (eff) .
  • the difference between ⁇ (theor) and ⁇ (eff) is represented as a function of ⁇ (theor) .
  • the movement of the barrel 10.2 is repeated several times in both directions.
  • a mean first-directional empirical elevation-error curve f ⁇ (D1) and a mean second-directional empirical elevation curve f ⁇ (D2) are obtained.
  • the empirical elevation-error curve f ⁇ (D0) is then approximated by a mathematical elevation error function F ⁇ , and a correction function is considered which is taken into account in the calculation of the directive values. Repeating the measurements, but taking into account the correction function, the corrected elevation error function is far flatter than the uncorrected.
  • the first error component of the elevation tracking error on its own would be a Error function, which is essentially a sine function with multiple Circular frequency corresponds.
  • the second error component of the elevation tracking error on its own would result in an error function f ⁇ 2 (D0) which essentially follows a cosine function subtracted from 1, which is shown in dashed line in FIG. 4A .
  • the sum of the error components corresponds to the elevation-error curve f ⁇ (D0) resulting from the measurements made . This is represented as a vibration corresponding to the first error component by an increasing curve according to the second error component.
  • the elevation tracking error ⁇ measurements of the second measurement procedure described above are performed at constant azimuth ⁇ . Then, for further azimuths, a multiplicity of further measurement series are carried out, each with a constant azimuth per measurement series, wherein the angular distances between the constant azimuths can be, for example, 5 °.
  • the procedure is preferably such that two measurement series are carried out per azimuth, with the first measurement series being rotated in a first direction of rotation and the second measurement series being rotated in the opposite direction of rotation.
  • 4B shows, in a spatial parameter representation, the elevation tracking error ⁇ as a function of the azimuth ⁇ , with different elevations ⁇ as a parameter, the lowest curve corresponding to the smallest elevation.
  • the Lotablauf error ⁇ 2 is determined.
  • the solder-run error ⁇ 2 is determined with the aid of the ⁇ -measuring unit.
  • Fig. 5 shows the Lotablauf error in function of the elevation ⁇ .
  • the empirical Lotablauf-error curve f ⁇ 2, shown in phantom can be approximated by a mathematical Lotablauf-error function F ⁇ 2, shown by a solid line, for example by a polynomial second order.
  • a third measuring procedure takes place, with the help of which a compensation of the squint error ⁇ .
  • the squint error ⁇ arises because the Directions of the gun barrel axis and the sight line of the gun do not coincide, but include a squint angle.
  • To impart the Schiel errors are the extension of the Dunrohrachse one hand, and the Sighting line on the other hand at a certain distance from the mouth of the gun barrel represented, for example by means of a projection, wherein Kumaryakachse and sight line appear as a dot.
  • the weapon system 10 comprises the gun 10.1 with at least one barrel 10.2 , the movements of which are controlled by gun servos in a conventional manner. Furthermore, the weapon system 10, the fire control device 10.3 . The weapon system 10 furthermore has the system computer or fire control computer 10.4, which is arranged on the fire control device 10.3 or, at least partially, on the gun 10.1 . The weapon system 10 conventionally also has a desired-value encoder 10.5, the target values, in particular of azimuth ⁇ and elevation ⁇ indicates, which describe the intended or determined by the system computer 10.4 position of the directional gun barrel 10.2 .
  • a first component is formed by the desired value transmitter 10.5 , which serves to indicate the desired values which describe the intended or alleged position of the weapon barrel 10.2 .
  • desired-value encoder of the weapon system 10 already existing setpoint value encoder is used.
  • a second component of the new device is formed by the measuring system 20.1 for detecting the actual values, which describes the actual position of the weapon barrel 10.2 .
  • the measuring system 20.1 comprises at least the optoelectronic gyro measuring system 22.1, for example a fiber gyro measuring system.
  • the gyro measuring system 22.1 has at least one first or ⁇ measuring unit for detecting changes in the angle, preferably the azimuth ⁇ , of the weapon barrel 10.2 .
  • the gyro measuring system 22.1 also has a second or ⁇ measuring unit for detecting changes in the elevation ⁇ of the weapon barrel 10.2 .
  • an opto-electronic gyro measuring system are in the context of the present Invention not only fiber gyro measuring systems but also others Measuring systems, such as ring laser gyroscopes, understood.
  • Centrifugal measuring systems generally have the advantage that they work autonomously; it So no system-external reference points must be used. guns do not need to be taken to a special surveying station. Because no system external reference, but generally drifts the system with time. The thereby manifesting rotary drift must be determined and at the utilization of the measurement results. In connection this allows a laser positioning system to be used.
  • the second component of the new device that is to say the measuring system 20.1, preferably also has measuring systems for detecting further errors, in particular the wobble. Error ⁇ and the squint error ⁇ .
  • another measuring system 21.2 in the form of a conventional, preferably electronic, spirit level is used.
  • An electronic spirit level is understood to mean a sensor which measures the so-called horizon angle, that is to say the angle to a horizontal, and emits an electrical signal correlated with this angle.
  • the measurement uses effects of gravity, which defines the vertical and thus the horizontal. It does not matter how the sensor uses gravity.
  • tilting or the tilt of the gun 10.1 can be determined. Tilting is understood as follows: When the weapon barrel 10.2 is moved only in azimuth, the movement of the mouth of the weapon barrel may be approximated as a circle defining a plane. The angular deviation of this plane with respect to the horizontal plane is referred to as tilting or tilting; in other words, without tilt, this plane would be a horizontal plane. The canting or the tilt are compensated automatically for new guns in general or the gun automatically leveled. The leveling of the gun is not required for the implementation of the new method.
  • a further measuring system 22.3 in the form of a conventional, preferably optical device is used in addition to the gyro measuring system 22.1 and the electronic spirit level 22.2 . This measures the angular difference between the weapon barrel axis and the sight line of the gun 10.1 .
  • the third component to carry out the new method requires a computer.
  • the computer is designed as a separate computer unit 20.2 , which is used exclusively or inter alia for carrying out the new method and is only coupled to the weapon system 10 for this purpose.
  • the computer is designed as a separate computer unit 20.2 , which is used exclusively or inter alia for carrying out the new method and is only coupled to the weapon system 10 for this purpose.
  • the weapon system 10 As a computer but if necessary.
  • the Feuerleitrechner or system computer 10.4 of the weapon system 10 can be used.
  • the third component of the new device in the present case the computer unit 20.2 , has a data input or a data interface, via which at least data are supplied to it, which represent the detected desired values and actual values.
  • the data may be provided to the computer unit 20.2 in any suitable manner, for example by means of a data carrier such as a floppy disk, or via a data line which may be tangible or intangible.
  • fire control computer or system computer 10.4 is used as the computer, it already knows the setpoint values, and the actual values are made available to it via a data input or a data interface 24 .
  • the third component of the new device in the present case the computer unit 20.2 , also has implemented software in order to determine the correction values from the desired values and the actual values.
  • the steps to be performed in this case are described in detail above with reference to the method according to the invention.
  • the determined correction values can be implemented directly in the fire control software.
  • the determined correction values must be made available to the fire control computer or system computer 10.4 via the data input or the data interface 24 and then implemented in the fire control software.
  • the third component that is, the computer, in particular if it is formed by the separate computer unit 20.2 , an input unit 20.3 such as a keyboard, via which further data is provided.
  • This may be, for example, data that control the flow of the new process by controlling, inter alia, the gradual rotation of the gun barrel in the measurement layers by the servos and the coupling of each measuring systems or measuring units to be used.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kompensieren von Schiessfehlern eines ein Waffenrohr aufweisenden Geschützes eines Waffensystems, welche verursacht werden durch statische Geschützgeometrie-Fehler, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 12.
Grundsätzlich bezieht sich die Erfindung auf sämtliche mögliche statische Geschützgeometrie-Fehler und ihre Kompensation.
Geschütze bestehen aus zahlreichen Einzelteilen, die fest oder beweglich miteinander verbunden sind. Die Einzelteile können nie präzis masshaltig, sondern nur mit gewissen Fertigungstoleranzen bzw. Abweichungen von den theoretisch festgelegten Massen hergestellt werden, und auch bei der Montage ergeben sich innerhalb der festgelegten Montagetoleranzen Abweichungen von den beabsichtigten gegenseitigen Lagen. Die Gesamtheit der Abweichungen hat zur Folge, dass jedes Geschütz Abweichungen von seiner Idealgeometrie aufweist, die als Geschützgeometrie-Fehler bezeichnet werden. Solche Geschützgeometrie-Fehler setzen sich aus zahlreichen Typen von Fehlern zusammen. Beispielsweise manifestieren sich Geschützgeometrie-Fehler dadurch, dass das Azimut α des Waffenrohres in der Null-Lage, wie sie durch eine Azimut-Anzeige des Geschützes angezeigt wird, in Wirklichkeit nicht gleich 0° ist, sondern um einen geringen Winkel Δα von 0° abweicht. Entsprechend kann die Elevation λ des Waffenrohres in ihrer Null-Lage nicht den von der Elevations-Anzeige des Geschützes angezeigten Wert 0° haben, sondern um einen geringen Winkel Δλ von 0° abweichen. In einzelnen Fällen mögen zwar Δα und Δλ gleich Null sein, aber nur dann, wenn sich verschiedene Geschützgeometrie-Fehler kompensieren.
Die Fertigungstoleranzen können zwar für gleiche Einzelteile einer Serie von Geschützen gleich oder annähernd gleich sein, wenn solche Einzelteile stets auf demselben Automaten, mit sich nicht abnützenden oder präzis nachstellbaren Werkzeugen und bei gleichen äusseren Bedingungen wie z.B. Temperaturbedingungen hergestellt werden. Dennoch werden nach der Montage die Geschützgeometrie-Fehler von Geschütz zu Geschütz verschieden sein.
Das Problem wird dadurch verschärft, dass die Geschützgeometrie-Fehler, insbesondere die Winkelfehler, nicht konstant sind, sondern sich aus verschiedenen Gründen ändern. Bei beweglichen Einzelteilen sind solche Änderungen in erster Linie die Folge von Abnutzungen; sie nehmen also im Laufe der Zeit zu. Die Änderung der Fehler stehen aber auch im Zusammenhang mit den herrschenden Umgebungsbedingungen wie zum Beispiel den Luft- und Geschütztemperaturen; sie können daher abwechselnd zu- und abnehmen.
Eine weitere Komplikation tritt dadurch auf, dass die Geschützgeometrie-Fehler auch von der jeweiligen Stellung der Einzelteile beeinflusst werden, da die mechanischen Beanspruchungen und damit die Deformationen der Einzelteile teilweise lagebedingt sind.
Schliesslich können die Geschützgeometrie-Fehler, die sich in einer bestimmten Lage des Waffenrohres und zu einem bestimmten Zeitpunkt manifestieren, auch von der Drehrichtung abhängen, in welcher das Waffenrohr in diese bestimmte Lage gebracht worden ist.
Die Geschützgeometrie-Fehler charakterisieren die einzelnen Geschütze und stellen dadurch eigentliche Geschütz-Parameter dar. Als Folge der Geschützgeometrie-Fehler, insbesondere als Folge der Winkel-Fehler, entstehen Schiessfehler bzw. eine Verminderung der Treffgenauigkeit der Geschütze. Wegen der weiten Distanzen zwischen der Mündung der Waffenrohre und den Zielen, welche durch die vom Waffenrohr abgeschossenen Projektile getroffen werden sollen, verursachen auch geringe winkelmässige Abweichungen des Waffenrohres beträchtliche Ablagen der Projektile von den zu bekämpfenden Zielen.
Sind die Geschützgeometrie-Fehler bzw. Geschütz-Parameter bekannt, so lassen sich die auf ihnen beruhenden Schiessfehler kompensieren, indem die Geschütz-Parameter, zusätzlich zu anderen Daten, durch die Software eines dem Geschütz zugeordneten Rechners bei der Bestimmung der Richt-Werte berücksichtigt werden können. Unter dem Begriff eines dem Geschütz zugeordneten Rechners sollen ein Geschützrechner und/oder ein Rechner eines Feuerleitgerätes verstanden werden. Andere Daten, die vom Rechner berücksichtigt werden, sind insbesondere Zieldaten, welche den Ort und die Bewegung des Zieles beschreiben, Meteorologie-Daten, welche die jeweiligen meteorologischen Verhältnisse beschreiben, v0-Daten, welche die Abweichung der tatsächlichen Mündungsgeschwindigkeit von einer theoretisch bestimmten Mündungsgeschwindigkeit betreffen, und ggfs. Geschoss-Daten, welche die jeweils verschossenen Geschosse charakterisieren.
Die Bestimmung der Geschützgeometrie-Fehler bzw. Geschütz-Parameter, ihre Verwertung zur Gewinnung von Korrekturfunktionen und die Implementierung der Korrekturfunktionen in die Software des Rechners müssen vor der Inbetriebnahme der Geschütze erfolgen, und zwar für jedes Geschütz einzeln.
Die bisher bekannten Verfahren zur Messung der Geschützparameter weisen zahlreiche Nachteile auf. Nicht alle Typen der Geschützgeometrie-Fehler können gemessen werden. Die Messungen können nicht in automatisierter Weise durchgeführt werden und benötigen daher viel Zeit; demzufolge werden pro Messlage des Waffenrohres jeweils nur wenige Messungen gemacht, was zur Folge hat, dass zufällige Messfehler nicht ausgemerzt werden können. Die Messungen benötigen nicht nur sehr viel Zeit, sondern erforden auch verhältnismässig viel Personal, so dass sie sehr kostenintensiv sind. Ausserdem ist ein Teil des Messpersonals verhältnismässig grossen Gefahren ausgesetzt, da es sich zur Durchführung der Messungen im Bereich der Waffenrohrmündung befinden muss; bei grösseren Elevationen und langen Waffenrohren bedeutet dies, dass Messpersonen mittels einer Hubeinrichtung in den Bereich der Waffenrohrmündung gehievt oder Messungen auf einer Leiter durchführen müssen.
Aus der FR-2 505 477 ist ein Verfahren bekannt, mit welchem Schiessfehler, die durch statische Fehler der Geschützgeometrie verursacht sind, gemessen und kompensiert werden. Hierzu werden die jeweilige Ist-Stellung und die jeweilige Soll-Stellung des Waffenrohres bestimmt, um beim späteren Richten des Waffenrohres berücksichtigt zu werden. Die Verwertung von Fehler-Werten, welche die Differenzen von Werten der Ist-Sellungen und Soll-Stellungen entsprechen, wird nicht beschrieben.
Aus der DE-0 179 387 ist die Verwertung von Fehler-Werten von Messanlagen bekannt.
Weder die FR-2 505 477 noch die DE-0 179 387 beschreiben ein vollständiges Verfahren und eine vollständige Einrichtung, mit welcher eine Kompensation von Schiessfehlern in begfriedigender Weise erfolgen kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird somit darin gesehen,
  • ein Verfahren zum Kompensieren von Schiessfehlern der eingangs genannten Art anzugeben, welches eine vollständige Erfassung der Geschützgeometrie-Fehler erlaubt und präzis, rasch, mit wenig Personal und vorzugsweise automatisiert durchführbar ist; und
  • eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorzuschlagen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss
  • für das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1; und
  • für die Einrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 12.
Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemössen Verfahrens und der erfindungsgemässen Einrichtung sind durch die jeweiligen abhängigen Ansprüche definiert.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind im Wesentlichen die Folgenden:
  • Alle Winkelfehler, die durch statische Geschützgeometrie-Fehler bedingt sind, können erfasst und in der Folge kompensiert werden.
  • Statische Geschützgeometrie-Fehler, die bisher nur ungenau und mit grossem Aufwand bestimmt werden konnten, können nun genau gemessen und entsprechend effizient kompensiert werden.
  • Der Einsatz eines Kreisel-Messystems erlaubt es, Winkelmessungen durchzuführen, ohne die Waffe vorgängig zu horizontieren.
  • Der Einsatz eines opto-elektronischen Kreisels, insbesondere eines Faserkreisels, erlaubt es, Winkelmessungen durchzuführen, die bezüglich Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit die bisher durchführbaren Messungen weit übersteigen und die bedeutend detailliertere Messergebnisse liefern als bisher erzielbar; dadurch werden weit genauere Kompensationen der geschützgeometrie-bedingten Schiessfehler ermöglicht.
  • Die Messungen können schnell und automatisiert durchgeführt werden; der zeitliche und personelle Aufwand für die Vermessung eines Geschützes ist gering, was beträchtliche kostenmässige Einsparungen zur Folge hat.
  • Die Unfallgefahr für die an den Messungen beteiligten Personen kann stark reduziert werden.
Bevor in der Folge näher auf die Erfindung eingegangen wird, sollen einige grundsätzliche Begriffe erläutert werden.
Obwohl weiter unten nur auf Azimutgleichlauf-Fehler, Elevationsgleichlauf-Fehler, Lotablauf-Fehler, Taumel-Fehler und Schiel-Fehler sowie deren Kompensation näher eingegangen wird, ist der grundlegende Erfindungsgedanke auf alle überhaupt vorkommenden Geschützgeometrie-Fehler anwendbar.
Das Waffenrohr, dessen Stellung durch die Geschützgeometrie-Fehler beeinflusst wird, kann durch Hin- und Her-Schwenkung oder vollständige Drehung in verschiedene Lagen gebracht werden, wobei jede Lage durch das entsprechende Azimut, das heisst den entsprechenden Seitenwinkel sowie durch die entsprechende Elevation, das heisst den entsprechenden Höhenwinkel, definiert ist. Eine Rotation um die Hochachse verändert das Azimut und eine Rotation um die Querachse verändert die Elevation. Die Hochachse und die Querachse sind zwei Achsen eines räumlichen, vorzugsweise orthogonalen Achsensystems, dessen Achsen in Tabelle 1 definiert sind. Im rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter dem Azimut nicht wie im Schiessbetrieb die Abweichung von der Nordrichtung sondern von einer Nulllage verstanden.
Definition der Achsen
L-Achse Querachse (Theoretisch) horizontale Achse, um welche das Waffenrohr schwenkbar ist; hierdurch wird die Elevation λ eingestellt;
A-Achse Hochachse (Theoretisch) vertikale Achse um welche das Waffenrohr schwenkbar ist; hierbei wird das Azimut α eingestellt.
R-Achse Längsachse (Theoretisch) horizontale Achse des Waffenrohres in Zurrlage, mit Azimut α = 0 und Elevation λ = 0.
Schiessfehler treten auf, weil die tatsächliche Stellung bzw. Ist-Stellung des Waffenrohres nicht gleich ist wie seine Soll-Stellung. Die Soll.Stellung ist unter Anderem durch die vom Feuerleitrechner bzw. Systemrechner ermittelten Werte für Azimut und Elevation definiert, wird aber auf Grund von statischen Geschützgeometrie-Fehlern nicht eingenommen wird. Die auftretenden Winkelfehler der Stellung des Waffenrohres, die sie verursachenden Geschützgeometrie-Fehler und die primären Ursachen der Geschützgeometrie-Fehler sind aus Tabelle 2 ersichtlich. Die Winkelfehler, die sich als Azimut-Fehler und als Elevations-Fehler manifestieren, bestehen aus den folgenden fünf Typen von Fehlern, die aber nicht unabhängig voneinander sind:
(1) Azimutgleichlauf-Fehler Δα1
(2) Taumel-Fehler Δτ
(3) Elevationsgleichlauf-Fehler Δλ
(4) Lotablauf-Fehler Δα2
(5) Schiel-Fehler Δσ
Winkelfehler der Stellung des Waffenrohres, Geschützgeometrie-Fehler und ihre Ursachen
Winkelfehler Geschützgeometrie-Fehler Ursache
Azimut-Fehler (Seitenfehler) Δα1 Azimutgleichlauf-Fehler 1.Exzentrizität des Seitendrehlagers
2.Unrundheit des Seitendrehlagers
3.Variable Zahnabstände im Zahnkranz der Seitendrehung
4.Coderfehler
Δα2.Lotablauf-Fehler 5.Verkantung der Elevationsachse zum Horizont
6.Nicht-Orthogonalität von Rohrachse und Elevationsachse
Δσ Schiel-Fehler 7.Nicht-Parallelität von Rohrachse und Visierlinie
Elevation-Fehler (Höhenfehler) Δλ Elevationsgleichlauf-Fehler 8.Exzentrizität des Höhendrehlagers
9.Unrundheit des Höhendrehlagers
10.Variable Zahnabstände im Zahnkranz der Höhendrehung
11.Coderfehler
12.Rückwärtskippen des Geschützes bei zunehmender Elevation
Δτ Taumel-Fehler 13.Elastizität der Struktur
Δσ Schiel-Fehler 7.Nicht-Parallelität von Rohrachse und Visierlinie
Um diese Teil-Fehler zu ermitteln, werden mehrere Messungen durchgeführt. Für ein rationelles Vorgehen ist es vorteilhaft, die Messungen im Laufe von drei Messprozeduren durchzuführen, da jeweils in einer Lage des Waffenrohres Messungen durchgeführt werden, die mehr als einen Fehlertypus betreffen. Aus Tabelle 3 sind die drei Messprozeduren, die Teilfehler und die jeweils benutzten Messgeräte ersichtlich.
Winkelfehler, Messprozeduren und Messgeräte
Mess-Prozedur betrifft die Teilfehler Messgerät
1 Azimutgleichlauf-Fehler Δα1 Kreiselmessgerät
Taumel-Fehler Δτ Wasserwaage
2 Elevationsgleichlauf-Fehler Δλ Kreiselmessgerät
Lotablauf-Fehler Δα2 Kreiselmessgerät
3 Schiel-Fehler Δσ Optische
Vorrichtung
[Zielfernrohr]
Zur Kompensation der Schiessfehler, die auf statischen Geschützgeometrie-Fehlern eines Geschützes eines Waffensystems beruhen, wird grundsätzlich wie folgt vorgegangen: Ein Winkel-Fehler, der bei Bewegung des Waffenrohres um eine der Rotationsachsen entsteht, wird bestimmt. Das Waffenrohr wird durch Rotation in einem Drehsinn um die genannte Rotationsachse aus einer Null-Lage in Schritten via aufeinanderfolgende Messlagen in eine Endlage, welche auch eine Mess-Lage ist, gebracht. Die Rotation wird von einem Rechner kontrolliert. Mittels einer geeigneten Mess-Einheit einer Mess-Anlage wird nach jedem Schritt der tatsächliche Winkel bestimmt, um welchen das Waffenrohr gedreht wurde; dieser Winkel wird als Ist-Wert bezeichnet. Zugleich wird nach jedem Schritt der theoretische Winkel bestimmt, um welchen sich das Waffenrohr, zum Beispiel gemäss Angaben an einer Skala am Geschütz oder am zugeordneten Feuerleitrechner bzw. Systemrechner, gedreht haben müsste; dieser Winkel wird als Soll-Wert bezeichnet. Sodann wird für jede Messlage die Winkeldifferenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert berechnet; diese Differenz wird als Fehler-Wert bezeichnet. Aus dem Fehler-Wert wird ein Korrektur-Wert ermittelt, der in der Software des Feuerleitrechners bzw. Systemrechners implementiert und fortan bei der Bestimmung der Richt-Werte, das heisst der Werte für Azimut und Elevation, berücksichtigt wird. Primär erfolgt die Berechnung der Richt-Werte unter Benutzung von Zieldaten, das heisst von Daten, welche Lagen und eventuelle Bewegungen eines zu bekämpfenden Zieles beschreiben, und von Basllistikdaten. Mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung wird diese primäre Berechnung korrigiert.
Insbesondere können zur Ermittlung der Korrektur-Werte die Ist-Werte in Abhängigkeit von den Soll-Werten dargestellt und so aufbereitet werden, dass sich aus ihnen die Korrektur-Werte bestimmen lassen. Eine solche Aufbereitung, bei welcher aus den gemessenen Winkel-Fehlern Korrektur-Werte resuftieren, kann numerisch bzw. mit tabellarischen Hilfsmitteln oder mathematisch oder kombiniert numerisch/mathematisch vorgenommen werden.
Bei der numerischen Methode werden Wertepaare in einer Tabelle gespeichert, wobei von jedem Wertepaar ein erster Wert der Soll-Wert und ein zweiter Wert der Ist-Wert oder die Differenz zwischen Ist-Wert und Soll-Wert ist. Die Wertepaare können auch als empirische Fehler-Kurve betrachtet werden. Die Tabelle bzw. die empirische Fehler-Kurve steht dann bei der Berechnung von Richt-Werten zur Verfügung, derart, dass die Berechnung jedes Richt-Wertes in korrigierter Weise unter Berücksichtigung der entsprechenden Werte der Tabelle bzw. der empirischen Fehler-Kurve erfolgt.
Bei der mathematischen Methode werden die Fehler-Werte zuerst tabellarisch in Abhängigkeit des Soll-Winkels bzw. als empirische Fehler-Kurve dargestellt und dann durch mindestens eine mathematische Funktion angenähert werden; das heisst, die empirische Fehler-Kurve wird entweder über ihren ganzen Verlauf durch eine einzige mathematische Fehler-Funktion oder abschnittsweise durch je eine mathematische Teil-Fehler-Funktion, insgesamt also durch mehrere mathematische Teil-Fehler-Funktionen angenähert. Die mathematische Fehler-Funktion wird dann dem Rechner zur Verfügung gestellt, der daraus eine Korrektur-Funktion bestimmt, die er bei der Berechnung der Richt-Werte für das Waffenrohr, das heisst des Azimuts und der Elevation, berücksichtigt.
Die numerische Methode kann so ausgestaltet werden, dass die notwendige Genauigkeit für die Kompensation der Schiessfehler gewährleistet ist. Wie weiter unten genauer dargelegt, weist aber die mathematische Methode den Vorteil auf, dass mathematischen Fehler-Funktionen einfach, nämlich mit bekannten mathematischen Verfahren, analysiert werden können; daraus lassen sich nicht nur die Werte für die Kompensation der Schiessfehler sondern auch Einsichten über den Einfluss einzelner konstruktiver Gegebenheiten auf die Fehler-Funktionen gewinnen; daraufhin veranlasste konstruktive Verbesserungen dienen letzlich dazu, die geschützgeometrie-bedingten Schiessfehler an der Wurzel zu bekämpfen, indem die Geschützgeometrie-Fehler ausgemerzt werden. Der Begriff konstruktiv soll sich auf konzeptionelle, wie auch auf herstellungsmässige und montagemässige Gegebenheiten beziehen.
Zur Ausschaltung von zufälligen Messfehlern ist es vorteilhaft, den oben beschriebenen Messvorgang ein- oder vielfach zu wiederholen und die erhaltenen Werte tabellarisch zu mitteln. Alternativ kann aus den Messungen aller gleich durchgeführten Messvorgänge eine mittlere empirische Fehler-Kurve oder aus jeder empirischen Fehler-Kurve eine mathematische Fehler-Funktion und aus dieser eine mittlere mathematische Fehler-Funktion oder aus jeder empirischen Fehler-Kurve eine Korrektur-Funktion und aus allen Korrektur-Funktionen eine mittlere Korrektur-Funktion gebildet werden.
Für die oben beschriebenen Messungen erfolgt die Rotation des Waffenrohres stets im selben Drehsinn; die so erhaltenen Fehler-Werte sind monodirektional bestimmte Fehler-Werte, die numerisch oder mathematisch aufbereitet werden. Insbesondere ist die empirische Fehler-Kurve bzw. mathematische Fehler-Funktion eine mono-direktional bestimmte bzw. mono-direktionale Fehler-Kurve bzw. Fehler-Funktion. Die Fehler-Werte sind aber, wie weiter oben erläutert, im Allgemeinen unter Anderem abhängig vom Drehsinn, in welchem diese Rotation durchgeführt wird. Es ist daher von Vorteil, zwei Messungen durchzuführen. Das Waffenrohr wird hierbei für die erste Messung in einem ersten Drehsinn und für die zweite Messung im entgegengesetzten Drehsinn um dieselbe Rotationsachse gedreht. Die Messlagen der erstdirektionalen Rotation und die Messlagen der zweitdirektionalen Messlagen können, müssen aber nicht, übereinstimmen. Bei diesen Rotationen werden erst-direktionale und zweit-direktionale Fehler-Werte ermittelt. Sind die Abweichungen zwischen den erst-direktionalen und den zweitdirektionalen Fehler-Werten klein, so kann ein direktions-freier Fehler-Wert ermittelt und weiter aufbereitet bzw. verwertet werden. Insbesondere kann aus der erst-direktionalen empirischen Fehler-Kurve und der zweit-direktionalen empirischen Fehler-Kurve eine mittlere direktions-freie empirische Fehler-Kurve, aus der letzteren eine mittlere direktions-freie mathematische Fehler-Funktion und aus dieser eine mittlere direktions--freie Korrektur-Funktion bestimmt werden, wobei die Korrektur-Funktion bei der Berechnung der Richt-Werte berücksichtigt wird. Da aber der Einfluss des Drehsinns einen systematischen Fehleranteil der gesamten Fehler-Werte zur Folge hat, werden vorzugsweise sowohl der erst-direktionale Fehler-Werte als auch der zweit-direktionale Fehler-Werte separat aufbereitet bzw. verwertet.
Je nach den zu erfassenden Fehlern werden, wie schon erwähnt, verschiedene Messgeräte benutzt. Verwendet werden insbesondere Wasserwagen, vorzugsweise elektronische Wasserwagen, und Kreisel-Messsysteme, vorzugsweise optoelektronische Kreisel-Messsysteme, worunter zum Beispiel Ringlaserkreisel und Faserkreisel verstanden werden. Die Messgeräte müssen im Allgemeinen nach ihrer Montage am Geschütz bzw. am Waffenrohr vor Beginn einer Messprozedur geeicht werden. Bei der Benutzung von Kreisel-Messsystemen müssen im Allgemeinen auch die sich stetig ändernde Kreiseldrift erfasst und die gemessenen Werte jeweils entsprechend der Kreiseldrift korrigiert werden. Ein Beispiel für die Erfassung und Berücksichtigung der Kreiseldrift ist in der Europäischen Patentanmeldung EP-00126917.4 beschrieben.
Die obige Beschreibung betrifft die Ermittlung einer Korrektur-Funktion, die auf der Erfassung von Fehler-Werten beruht, der bei der Rotation des Waffenrohres um eine der Achsen entsteht. Das Waffenrohr wird aber beim Richten nicht nur um eine Achse sondern um zwei nicht-zusammenfallende, im allgemeinen orthogonale Achsen gedreht. Vorzugsweise ist die erste Achse die Hochachse A und die zweite Achse die Querachse L, wobei das Azimut α durch Rotation um die Hochachse A und die Elevation λ durch Rotation um die Querachse L eingestellt werden.
Im Laufe einer ersten Messprozedur können der Azimutgleichlauf-Fehler Δα1 und der Taumel-Fehlers Δτ ermittelt werden.
Zur Erfassung des Azimutgleichlauf-Fehlers Δα1 wird die Position des Waffenrohrs bei einer Elevation von 0° im Azimut α in Schritten verändert. Bei der mathematischen Methode ergeben die hierbei ermittelten Azimut-Fehler eine Azimut-Fehler-Kurve, die im Allgemeinen so beschaffen ist, dass sie durch eine Sinus-Funktion angenähert werden kann, wobei einer Rotation des Waffenrohres um 360° eine oder mehrere Perioden der Sinus-Funktion entsprechen. Als Messgerät wird eine erste Messeinheit des Kreisel-Messsystems benutzt.
Innerhalb der ersten Messprozedur wird auch der Taumel-Fehler Δτ erfasst. Hierzu können die zur Erfassung des Azimutgleichlauf-Fehlers Δα1 durchgeführten Rotationen des Waffenrohres wiederholt werden. Erfasst bzw. ermittelt werden aber nicht das Ist-Azimut und das Soll-Azimut bzw. deren Differenz. Erfasst wird der tatsächliche Neigungswinkel der Waffenrohrachse zur Horizontalen; dieser Neigungswinkel wird als Ist-Taumelwinkel bzw. Ist-Wert bezeichnet. Der theoretische Neigungswinkel, welcher als Soll-Taumelwinkel bzw. Soll-Wert bezeichnet wird, ist hier stets Null, da die Messprozedur bei einer Elevation von 0° durchgeführt wird. Erfasst wird also die Taumelbewegung bei einer Rotation um die Hochachse A. Es wäre allerdings auch möglich, die Messprozedur bei einem konstanten Elevations-Winkel, der nicht O° beträgt, durchzuführen; der Soll-Taumelwinkel würde in einem solchen Falle diesem konstanten, theoretischen Elevationswinkel entsprechen, und der Ist-Taumelwinkel würde der Abweichung des tatsächlichen Elevationswinkels vom theoretischen Elevationswinkel entsprechen. Als Messsystem wird eine Wasserwaage, vorzugsweise eine elektronische Wasserwaage, benutzt.
Im Laufe einer zweiten Messprozedur können der Elevationsgleichlauf-Fehler Δλ und der Lotablauf-Fehler Δα2 bestimmt werden.
Der Elevationsgleichlauf-Fehler Δλ setzt sich aus zwei Anteilen zusammen, die nur gemeinsam bestimmbar sind.
Ein erster Anteil des Elevationsgleichlauf-Fehlers Δλ beruht - analog zum Azimutgleichlauf-Fehler - darauf, dass die jeweiligen Ist-Winkel des Waffenrohres mit den Soll-Winkeln nicht übereinstimmen. Eine diesen Anteil des Elevationsgleichlauf-Fehlers Δλ beschreibende Teil-Fehler-Kurve bzw. Teil-Fehler-Funktion hat die Natur einer Sinusfunktion, ggfs. mit mehrfacher Kreisfrequenz.
Ein weiterer Anteil des Elevationsgleichlauf-Fehlers Δλ beruht darauf, dass mit zunehmender Elevation das vom Gewicht des Waffenrohrs auf die Lafette ausgeübte Drehmoment geringer wird; dieses Drehmoment hat die Tendenz, das Waffenrohr nach unten zu drehen; in einer Zurrlage, zum Beispiel mit Azimut 0° und geringer Elevation, wird das Geschütz tendenziell nach vorne kippen. Durch die Abnahme des Drehmomentes bei zunehmender Elevation wird das Waffenrohr weniger nach unten gezogen, mit der Folge, dass das Geschütz weniger nach vorne kippt bzw., im Vergleich zur Zurrlage, nach hinten kippt. Die Teil-Fehler-Kurve bzw. Teil-Fehler-Funktion, die diesen Anteil des Elevationsgleichlauf-Fehlers beschreibt, hat die Natur einer von 1 subtrahierten Cosinus-Kurve mit einfacher Kreisfrequenz.
Die Messungen der zweiten Messprozedur, mit welchen der Elevationsgleichlauf-Fehler bestimmt wird, laufen analog zur Messprozedur ab, mit welcher der Azimutgleichlauf-Fehler erfasst wird. Sie ergeben bei der mathematischen Methode eine Fehler-Funktion in der Art einer Sinus-Funktion entsprechend dem ersten Anteil des Elevationsgleichlauf-Fehler, wobei aber diese sinusartige Funktion nicht um eine Horizontale sondern um die stetig ansteigende Kurve der von 1 subtrahierten Cosinus-Kurve entsprechend dem zweiten Anteil des Elevationsgleichlauf-Fehlers schwingt. Mathematisch lassen sich die beiden Teil-Fehler-Funktionen trennen. Für die Berechnung der entsprechenden Korrektur-Funktion muss eine solche Trennung nicht durchgeführt werden, da ja nur das Ergebnis, nämlich die Korrektur des gesamten Elevationsgleichlauf-Fehlers, von Belang ist. Die Teil-Fehler-Funktionen können aber ggfs. interessant sein, weil sie Fehler der Geschützkonstruktion, der Temperaturabhängigkeit einzelner Baugruppen, der Abnützung und Anderes mehr sichtbar machen. Zur Messung wird eine zweite Messeinheit des Kreisel-Messsystems benutzt.
Der Lotablauf-Fehler Δα2, der ebenfalls innerhalb der zweiten Messprozedur ermittelt werden kann, beruht darauf, dass die Elevationsachse L und die Azimutachse A nicht wie angestrebt orthogonal zueinander stehen, und dass die Waffenrohrachse nicht wie angestrebt orthogonal zur Elevationsachse L steht. Auch bei horizontiertem Geschütz hat dann eine Veränderung der Elevation λ einen Fehler des Azimuts α zur Folge. Der Lotablauf-Fehler Δα2 kann prinzipiell mit einer Funktion beschrieben bzw. entsprechend korrigiert werden, welche im Wesentlichen proportional ist zur Summe einer Tangensfunktion von α und einer inversen Cosinusfunktion von λ, nämlich Δα2 = a tg α + b/cos λ - b. Bei einer Elevation von 90° oder nahezu 90° kann offensichtlich eine Korrektur nicht auf Grund dieser Funktion erfolgen, da cos λ dort unendlich wird. Der Lotablauf-Fehler Δα2 wird mit der ersten Messeinheit des Kreisel-Messsystems gemessen.
In einer dritten Messprozedur wird schliesslich der Schiel-Fehler Δσ erfasst. Dieser stellt die Nicht-Paralleltät von Waffenrohrachse und Visierlinie dar. Der Schiel-Fehler Δσ wird beim Verfahren nach der Erfindung in herkömmlicher und daher nicht weiter beschriebener Weise ermittelt und aufbereitet.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand von Beispielen und mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben; es zeigen:
Fig. 1A
ein Waffensystem mit einer Einrichtung nach der Erfindung, in schematischer Darstellung;
Fig. 1B
ein Geschütz des Waffensystems der Fig. 1A, in vereinfachter Darstellung, mit drei Achsen eines orthogonalen Achsensystems;
Fig. 2A
eine schematische Darstellung zur Erläuterung des des Azimutgleichlauf-Fehlers;
Fig. 2B
empirische Fehler-Kurven des Azimutgleichlauf-Fehlers;
Fig. 3A
empirische Fehler-Kurven des Taumel-Fehlers,
Fig. 3B
eine empirische Fehler-Kurve des Taumel-Fehlers; dargestellt ist nur der durch die Unterlafette bedingte Fehleranteil;
Fig. 3C
eine empirische Fehler-Kurve des Taumel-Fehlers; dargestellt ist nur der durch die Bein-Abstützung bedingte Fehleranteil;
Fig. 4A
eine empirische Fehler-Kurven des Elevationsonsgleichlauf-Fehlers für ein konstantes Azimut;
Fig. 4B
Elevationsgleichlauf-Fehler in Abhängigkeit vom Azimut mit verschiedenen Elevationen als Parameter; und
Fig. 5
ein empirische Fehler-Kurve und eine mathematische Fehler-Funktion des Lotablauf-Fehlers.
Da erfassbare Fehler im Vergleich zu den Absolutwerten, beispielsweise für Azimut oder Elevation, bekanntlich klein sind, sind Diagramme, welche Fehler-Kurven und Fehler-Funktionen darstellen, nicht massstäblich, damit der Verlauf der Funktionen deutlich sichtbar ist.
Fig. 1A zeigt schematisch eine Waffensystem 10. Das Waffensystem 10 weist ein Geschütz 10.1 mit einem Waffenrohr 10.2, ein Feuerleitgerät 10.3 und einen Feuerleitrechner bzw. Systemrechner 10.4 auf. Das Waffensystem 10 weist auch einen Soll-Wert-Geber 10.5 auf, mit welchem die Soll-Lage des Waffenrohres 10.2 erfasst wird.
Im Weiteren zeigt Fig. 1A eine Einrichtung 20 zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung. Die Einrichtung 20 besitzt eine Mess-Anlage 20.1 zum Erfassen der Ist-Werte, welche die tatsächliche Lage des Waffenrohres 10.2 nach dem Richten beschreiben, und eine Rechnereinheit 20.2. Der Soll-Wert-Geber 10.5 ist zwar üblicherweise ein Bestandteil des Waffensystems 10, ist aber funktionsmässig ebenfalls der Einrichtung 20 zuzurechnen.
Fig. 1B zeigt das Geschütz 10.1 des Waffensystems 10, mit einer Unterlafette 12, einer Oberlafette 14 und mit dem Waffenrohr 10.2. Die Unterlafette 12 ist über drei Beine 12.1, 12.2, 12.3 auf einer horizontalen Standfläche 1 abgestützt. In Fig. 1 ist auch das orthogonale Achsensystem der drei Achsen eingezeichnet, wobei die Hochachse mit A, die Querachse mit L und die Längsachse mit R bezeichnet ist. Das Waffenrohr 10.2 ist zur Veränderung des Seitenwinkels bzw. des Azimuts α um die Hochachse A und zur Veränderung des Höhenwinkels bzw. der Elevation λ um die Querachse L drehbar.
Am Waffenrohr 10.2 ist im Mündungsbereich ein opto-elektronisches Kreisel-Messsystem 22 angeordnet, das eine Komponente der Mess-Anlage 20.1 bildet. Das Kreisel-Messsystem 22 umfasst eine erste Messeinheit bzw. α-Messeinheit und eine zweite Messeinheit bzw. λ-Messeinheit, mit welchen Winkeländerungen in Folge veränderten Azimuts α bzw. veränderter Elevation λ des Waffenrohres 10.2 erfasst werden.
Im Folgenden wird beschrieben, wie zur Kompensation eines Azimutgleichlauf-Fehlers Δα1 und zur Kompensation eines Taumel-Fehlers Δτ vorgegangen wird, die innnerhalb einer ersten Messprozedur, jedoch in separaten Teilprozeduren erfassbar sind.
Die Fig. 2A bis 2C beziehen sich auf die Teilprozedur betreffend den Azimutgleichlauf-Fehler Δα1. In Fig. 2A ist das Geschütz 10.1 stark vereinfacht in Draufsicht dargestellt. Das Waffenrohr 10.2, vereinfacht als Waffenrohrachse dargestellt, ist mit ausgezogenen Linien in seiner Null-Lage und mit gestrichelten Linien in einer der Mess-Lagen angegeben, die mit der Null-Lage einen Winkel von zum Beispiel 20° einschliesst. Ausgehend von der Null-Lage wird das Waffenrohr 10.2 in Schritten von zum Beispiel 5° in Richtung des Pfeiles D1 insgesamt um 180° in eine Endlage gedreht. Die Drehung des Waffenrohres 10.2 wird vom Feuerleitrechner 10.4 kontrolliert. Jede Mess-Lage ist durch den zugehörigen Seitenwinkel bzw. das zugehörige Azimut α bestimmt. Nach jedem Schritt befindet sich das Waffenrohr 10.2 theoretisch in einer Soll-Lage, die durch einen zugehörigen Soll-Wert bzw. ein zugehöriges Soll-Azimut α1 (theor) definiert ist, das, beispielsweise am Geschütz 10.1, angezeigt wird. In Wirklichkeit befindet sich das Waffenrohr 10.2 aber in einer Ist-Lage, die durch einen von der α-Messeinheit des Kreisel-Messsystems 22 der Mess-Anlage 20.1 erfassten Ist-Wert bzw. ein Ist-Azimut α1(eff) angegeben wird. Die Rechnereinheit 20.2 berechnet jeweils den Fehler-Wert bzw. Fehler-Winkel, das heisst die Abweichung des Ist-Wertes α1(eff) vom Soll-Wert α1(theor). Die Fehler-Werte werden dann in Abhängjgkeit von α1(theor) als erst-direktionale empirische Azimut-Fehler-Kurve fα1(D1) 1 dargestellt. Die bisher beschriebenen Verfahrensschritte werden mehrmals wiederholt, um zufällige Fehler bei der Erfassung von Ist-Azimut und Soll-Azimut möglichst auszuschalten. Hierbei werden weitere erst-direktionale empirische Azimut-Fehler-Kurven fα1(D1) 2 , fα1(D1) 3 , fα1(D1) 1 ermittelt. Gemäss Fig. 2B resultiert aus allen erst-direktionalen Azimut-Fehler-Kurven schliesslich eine mittlere erst-direktionale Azimut-Fehler-Kurve fα1(D1). Anschliessend werden die oben beschriebenen Verfahrensschritte nochmals durchgeführt, wobei aber die Drehung des Waffenrohres 10.2 gegensinnig, das heisst in Richtung des Pfeiles D2, erfolgt. Daraus ergeben sich, ebenfalls gemäss Fig. 2B, mehrere zweit-direktionale Azimut-Fehler-Kurven fα1(D2) 1 , fα1(D2) 2 , fα1(D2) 3 und eine mittlere zweit-direktionale empirische Azimut-Fehler-Kurve fα1(D2). Als nächstes wird aus der mittleren erst-direktionalen empirischen Azimut-Fehler-Kurve fα1(D1) und aus der mittleren zweit-direktrionalen empirischen Azimut-Fehler-Kurve fα1(D2) eine mittlere direktions-freie empirische Azimut-Fehler-Kurve fα1(D0) berechnet, welche ebenfalls in Fig. 2B dargestellt ist. Gemäss Fig. 2B verläuft die mittlere direktionsfreie Azimut-Fehler-Kurve fα1(D0), welche den Azimutgleichlauf-Fehler Δα1 beschreibt, etwa in Form einer Sinus-Kurve mit doppelter Kreisfrequenz. Dies lässt darauf schliessen, dass im Seitendrehlager eine leichte Ovalität vorhanden ist.
Bei der numerischen Methode werden die mittlere direktionsfreie empirische Azimut-Fehler-Kurve fα1(D0) bzw. die Wertepaare, welchen diese Kurve definieren, dem Feuerleitrechner bzw. Systemrechner zur Verfügung gestellt, um bei weiteren Berechnungen von Richt-Werten zur Verfügung zu stehen. Die numerische Methode kann analog für alle Messprozeduren durchgeführt werden.
Bei der mathematischen Methode wird die mittlere direktionsfreie empirische Azimut-Fehler-Kurve fα1(D0) durch eine mathematische Azimut-Fehler-Funktion α1 angenähert. Die Annäherung erfolgt entweder abschnittsweise durch je eine mathematische Teil-Fehler-Funktion, wobei die Gesamtheit der Teil-Fehler-Funktionen als mathematische Fehler-Funktion bezeichnet werden, oder insgesamt durch eine einzige mathematische Fehler-Funktion. Die mathematische Fehler-Funktion Fα1 dient zur Erstellung einer Korrektur-Funktion, welche bei der Berechnung der Richt-Werte zusammen mit anderen zur Verfügung stehenden Daten berücksichtigt wird. Zur Überprüfung können nach der Implementierung der Korrektur-Funktion in die Software des Systemrechners 10.4 die bis hier beschriebenen Verfahrensschritte nochmals durchgeführt werden; die hierbei ermittelte korrigierte Azimut-Fehler-Kurve fα1(D0) korr verläuft wesentlich flacher als die nicht-korrigierte Fehler-Kurve fα1(D0); der ursprünglich beträchtliche Azimutgleichlauf-Fehler kann also auf einen sehr geringen Restfehler reduziert bzw. nahezu vollständig kompensiert werden.
Die oben beschriebenen Verfahrensschritte können teilweise auch in anderer Reihenfolge durchgeführt werden, was aber die Ergebnisse nicht oder nicht wesentlich beeinflusst. Insbesondere ist es zeitsparend, die Messungen zur Ermittlung der erst-direktionalen und der zweit-direktionalen Fehler-Funktionen abwechselnd durchzuführen.
Um genauere Ergebnisse zu erzielen, kann auf die Ermittlung der direktionsfreien Azimut-Fehler-Kurve fα1(D0) verzichtet werden; anstelle davon werden zur erst-direktionalen empirischen Azimut-Fehler-Kurve fα1(D1) und zur zweitdirektionalen empirischen Azimut-Fehler-Kurve fα1(D2) je eine mathematische Azimut-Fehler-Funktion Fα1(D1) bzw. Fα1(D2) und daraus die entsprechenden Korrektur-Funktionen bestimmt.
Die Fig. 3A bis 3C beziehen sich auf den Taumel-Fehler Δτ. Das Waffenrohr 10.2 sollte bei einer Elevation von 0° theoretisch horizontal gerichtet sein, das heisst, dass die Soll-Elevation 0° betragen müsste. In Wirklichkeit wird das Waffenrohr 10.2 stets eine geringe Neigung zur Horizontalen haben, das heisst, die Ist-Elevation beträgt nicht 0° sondern unterschiedet sich um Δτ von 0°. Der Winkel Δτ ist vom Azimut α abhängig. Bei einer Rotation längs 360° um die Hochachse A führt das Waffenrohr 10.2 daher eine so genannte Taumel-Bewegung aus, welche durch eine Taumel-Fehler-Funktion beschrieben wird. Zur Erfassung des Taumel-Fehlers Δτ wird das Waffenrohr 10.2 ohne Elevation λ in gleichen Schritten bewegt wie zur Ermittlung des Azimutgleichlauf-Fehlers Δα1. Erfasst wird aber nach jedem Messschritt der effektive Neigungs- bzw. Taumelwinkel des Waffenrohres 10.2, welcher als Waffenrohr-Taumelwinkel τ(eff) bezeichnet wird. Der theoretische Neigungs- bzw. Taumelwinkel welcher als Soll-Wert bzw. Soll-Taumelwinkel τ(theor) bezeichnet wird, ist Null. Der Ist-Wert bzw. Ist-Taumelwinkel τ(eff) kann in Funktion des Azimuts α(theor) dargestellt werden. Analog zur Ermittlung der mittleren empirischen Azimut-Fehler-Kurve fα(D1) und fα(D2) werden nun eine mittlere erst-direktionale und eine mittlere zweit-direktionale empirische Taumel-Fehler-Kurven fτ(D1) bzw. fτ(D2) bestimmt. Daraus ergibt sich schliesslich eine direktionsfreie empirische Taumel-Fehler-Kurve fτ(D0), welche durch eine mathematische Taumel-Fehler-Funktion τ angenähert wird. In Fig. 3A sind von einer Vielzahl ermittelter empirischer Taumel-Fehler-Kurven die beiden extremalen Taumel-Fehler-Kurven dargestellt, zwischen welchen alle anderen Taumel-Fehler-Kurven liegen; die Messungen scheinen recht genau zu sein, da die Kurven nur geringfügig voneinander abweichen; die Taumelbewegung ist eine sinus-artige Bewegung. Eine Analyse der Messdaten zur Taumel-Bewegung ergibt Resultate, die in den Fig. 3B und 3C dargestellt sind. Der Taumel-Fehler hat demzufolge zwei Ursachen: Erstens die azimut-abhängige Steifigkeit der Unterlafette; der daraus resultierende Anteil des Taumel-Fehlers ist in Fig. 3B dargestellt ist; zweitens die ebenfalls azimut-abhängige Versteifungswirkung durch die Beine, wobei der daraus resultierende Anteil des Taumel-Fehlers in Fig. 3C dargestellt ist. In den Fig. 3B und 3C sind die positiven Werte des Taumelfehlers mit durchgezogenen Linien und die negativen Werte des Taumelfehlers mit gestrichelten Linien dargestellt.
Als Nächstes wird die Kompensation des Elevationsgleichlauf-Fehlers Δλ beschrieben, welcher in einer zweiten Messprozedur erfasst wird. Der Elevationsgleichlauf-Fehler Δλ setzt sich aus zwei Fehleranteilen zusammen. Beide Fehleranteile sind mittels einer zweiten Messeinheit bzw. λ-Messeinheit des Kreisel-Messsystems 22 der Mess-Anlage 20.1 und nur in ihrer Summe erfassbar. Mit λ werden daher Daten bzw. Funktionen bezeichnet bzw. indexiert, die den gesamten Elevationsgleichlauf-Fehler Δλ betreffen. Unter Elevation λ wird hierbei der vom Waffenrohr 10.2 unter Konstanthaltung des Azimuts α eingenommene Neigungswinkel des Waffenrohres 10.2 zur Horizontalen verstanden. Die Elevation λ wird, ausgehend von einer horizontalen Lage, das heisst von einer Elevation von 0° und einer Lotabweichung von ebenfalls 0°, in Schritten von zum Beispiel 5° bis zu einer Endlage von zum Beispiel 85° verändert. Die Bewegung des Waffenrohres 10.2 wird von einem Rechner kontrolliert. Nach jedem Schritt befindet sich das Waffenrohr 10.2 in einer Messlage. Hierbei beträgt seine Elevation theoretisch einen Wert, der als Soll-Wert bzw. Soll-Elevation λ(theor) bezeichnet wird und der vom Soll-Wert-Geber 10.5 angegeben wird. In Wirklichkeit ist aber das Waffenrohr 10.2 in einer anderen Lage, die durch den Ist-Wert bzw. die Ist-Elevation λ(eff) beschrieben wird. Wie weiter oben mit Bezug auf den Azimutgleichlauf-Fehler beschrieben, wird die Differenz zwischen λ(theor) und λ(eff) in Funktion von λ(theor) dargestellt. Die Bewegung des Waffenrohres 10.2 wird mehrmals in beiden Drehrichtungen wiederholt. Aus den dabei erfassten Messergebnissen erhält man eine mittlere erst-direktionale empirische Elevations-Fehler-Kurve fλ(D1) und eine mittlere zweit-direktionale empirische Elevations-Kurve fλ(D2). Daraus ergibt sich eine direktionsfreie, Elevations-Fehler-Kurve fλ(D0), die in Fig. 4A mit durchgezogener Linie dargestellt ist. Aus Fig. 4A ist ersichtlich, dass bei zunehmender Elevation λ, also bei stets steilerer Anordnung des Waffenrohres 10.2, die Elevations-Fehler-Kurve fλ(D0) ansteigt. Die empirische Elevations-Fehler-Kurve fλ(D0) wird dann durch eine mathematische Elevations-Fehler-Funktion Fλ angenähert, und es wird eine Korrektur-Funktion bestimmt, die bei der Berechnung der Richt-Werte berücksichtigt wird. Wiederholt man die Messungen, jedoch unter Berücksichtigung der Korrektur-Funktion, so verläuft die korrigierte Elevations-Fehler-Funktion weit flacher als die unkorrigierte.
Mit einer mathematischen Analyse der mathematischen Elevations-Fehler-Funktion Fλ lassen sich die bei der Messung nicht einzeln erfassbaren Fehleranteile des Elevationsgleichlauf-Fehlers Δλ bestimmen.
Der erste Fehleranteil des Elevationsgleichlauf-Fehlers für sich allein würde eine Fehler-Funktion ergeben, die im Wesentlichen einer Sinus-Funktion mit mehrfacher Kreisfrequenz entspricht.
Der zweite Fehleranteil des Elevationsgleichlauf-Fehlers für sich allein würde eine Fehler-Funktion fλ2(D0) ergeben, die im Wesentlichen einer von 1 subtrahierten Cosinus-Funktion folgt, die in Fig. 4A mit gestrichelter Linie dargestellt ist. Dies entspricht der Tatsache, dass mit steigender Elevation das vom Gewicht des Waffenrohres 10.2 auf die Lafette ausgeübte Drehmoment abnimmt, weil der Abstand der Wirkungslinie des Gewichtes des Waffenrohres 10.2 von der Querachse L abnimmt; dieses Drehmoment hat die Neigung, das Geschütz 10.1 und damit das Waffenrohr 10.2 nach vorne unten zu kippen; eine Verringerung dieses Drehmomentes hat demzufolge den Effekt, dass das Geschütz 10.1 mit dem Waffenrohr 10.2 weniger nach vorne unten kippt bzw. relativ nach hinten kippt.
Der Summe der Fehleranteile entspricht die aus den durchgeführten Messungen hervorgehende Elevations-Fehler-Kurve fλ(D0). Diese stellt sich dar als eine Schwingung entsprechend dem ersten Fehleranteil um eine ansteigende Kurve gemäss entsprechend dem zweiten Fehleranteil.
Die oben beschriebenen Messungen des Elevationsgleichlauf-Fehlers Δλ der zweiten Messprozedur werden bei konstantgehaltenen Azimut α durchgeführt. Dann erfolgen für weitere Azimute eine Vielzahl weiterer Messserien, jeweils mit konstantgehaltenem Azimut pro Messserie, wobei die Winkelabstände zwischen den konstantgehaltenen Azimuten beispielsweise 5° betragen können. Auch hier wird vorzugsweise so vorgegangen, dass pro Azimut zwei Messserien durchgeführt werden, wobei für die erste Messserie in einem ersten Drehsinn und für die zweite Messserie im entgegengesetzten Drehsinn gedreht wird. Fig. 4B zeigt in einer räumlichen Parameterdarstellung den Elevationsgleichlauf-Fehler Δλ in Abhängigkeit vom Azimut α, mit verschiedenen Elevationen λ als Parameter, wobei die unterste Kurve der kleinsten Elevation entspricht.
Die weiteren Schritte zur Kompensation des Elevationsgleichlauf-Fehlers erfolgen analog zur weiter oben beschriebenen Kompensation des Azimutgleichlauf-Fehlers.
Es sei noch erwähnt, dass, wie weiter oben mit Bezug auf die Kompensation des Azimutgleichlauf-Fehlers beschrieben, die einzelnen Mess- und Auswertvorgänge mindestens teilweise auch in vertauschter Reihenfolge durchgeführt werden können, ohne die Ergebnisse zu beeinflussen.
Ebenfalls innerhalb der zweiten Messprozedur wird auch der Lotablauf-Fehler Δα2 ermittelt. Hierfür wird in jeder der Messlagen, in welchen der mit Hilfe der λ-Messeinheit der Elevationsgleichlauf-Fehler Δλ bestimmt wird, mit Hilfe der α-Messeinheit der Lotablauf-Fehler Δα2 bestimmt. Fig. 5 zeigt den Lotablauf-Fehler in Funktion der Elevation λ. Die empirische Lotablauf-Fehler-Kurve fα2, gestrichelt dargestellt, kann durch eine mathematische Lotablauf-Fehler-Funktion Fα2, mit durchgezogener Linie dargestellt, angenähert werden, beispielsweise durch ein Polynom zweiter Ordnung.
Die Erfassung und die Kompensation des Lotablauf-Fehlers Δα2 erfolgen analog zur weiter oben beschriebenen Kompensation des Azimutgleichlauf-Fehlers Δα1.
Als Letztes erfolgt eine dritte Messprozedur, mit deren Hilfe eine Kompensation des Schiel-Fehlers Δσ durchgeführt wird. Der Schiel-Fehler Δσ enststeht, weil die Richtungen der Waffenrohrachse und der Visierlinie des Geschützes nicht zusammenfallen, sondern einen Schiel-Winkel einschliessen. Zur Emittlung des Schiel-Fehlers werden die Verlängerung der Waffenrohrachse einerseits und der Visierlinie anderseits in einem gewissen Abstand von der Mündung des Waffenrohres dargestellt, beispielsweise mittels einer Projektion, wobei Waffenrohrachse und Visierlinie als Punkt erscheinen. Die Ablage der beiden Punkte ist ein Mass für den Schiel-Fehler, zu dessen Ermittlung auch die Distanz zwischen Waffenrohrmündung und Projektionsfläche berücksichtigt werden muss. Diese Art der Ermittlung des Schiel-Fehlers ist nicht neu und wird hier nur ergänzend erwähnt, da eine vollständige Kompensation von Schiessfehlern, die durch statische Geschützgeometrie-Fehler verursacht sind, auch Schiel-Fehler miteinbezogen werden müssen.
Während sich die obige Beschreibung vorwiegend auf das Verfahren nach der Erfindung bezieht, wird im Folgenden näher auf die zur Durchführung dieses Verfahrens benutzte Einrichtung eingegangen.
Es sei hier nochmals erwähnt, dass das neue Verfahren mittels der neuen Einrichtung an einem Waffensystem 10 gemäss Fig. 1A durchgeführt wird. Das Waffensystem 10 weist das Geschütz 10.1 mit mindestens einem Waffenrohr 10.2 auf, dessen Bewegungen in herkömmlicher Weise von Geschützservos gesteuert werden. Ferner weist das Waffensystem 10 das Feuerleitgerät 10.3 auf. Das Waffensystem 10 besitzt im Weiteren den Systerechner bzw. Feuerleitrechner 10.4, welcher am Feuerleitgerät 10.3 oder, mindestens teilweise, am Geschütz 10.1 angeordnet ist. Das Waffensystem 10 besitzt herkömmlicherweise auch einen Soll-Wert-Geber 10.5, der Soll-Werte, insbesondere von Azimut α und Elevation λ, angibt, welche die beabsichtigte bzw. vom Systemrechner 10.4 bestimmte Stellung des gerichteten Waffenrohres 10.2 beschreiben.
Zur Durchführung des neuen Verfahrens werden mehrere Komponenten benötigt, die im Folgenden näher beschrieben sind:
Eine erste Komponente wird durch den Soll-Wert-Geber 10.5 gebildet, der dazu dient, die Soll-Werte, welche die beabsichtigte bzw. angebliche Stellung des Waffenrohres 10.2 beschreiben, anzugeben. Als Soll-Wert-Geber wird der am Waffensystem 10 ohnehin vorhandene Soll-Wert-Geber benutzt.
Eine zweite Komponente der neuen Einrichtung wird durch die Mess-Anlage 20.1 zum Erfassen der Ist-Werte gebildet, welche die tatsächliche Stellung des Waffenrohres 10.2 beschreibt. Die Mess-Anlage 20.1 umfasst mindestens das opto-elektronisches Kreisel-Messsystem 22.1, beispielsweise ein Faserkreisel-Messsystem. Das Kreisel-Messsystem 22.1 weist mindestens eine erste bzw. α-Messeinheit zum Erfassen von Änderungen des Winkels, vorzugsweise des Azimuts α, des Waffenrohres 10.2 auf. Vorzugsweise weist das Kreisel-Messsystem 22.1 auch eine zweite bzw. λ-Messeinheit zum Erfassen von Änderungen der Elevation λ des Waffenrohres 10.2 auf.
Unter einem opto-elektronischen Kreisel-Messsystem sollen im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht nur Faserkreisel-Messsysteme sondern auch andere Messsysteme, beispielsweise Ringlaserkreisel-Messysteme, verstanden werden.
Kreisel-Messsysteme haben generell den Vorteil, dass sie autonom arbeiten; es müssen also keine system-externen Referenzpunkte benutzt werden. Geschütze müssen nicht in eine besondere Vermessungsstation gebracht werden. Weil keine system-externe Referenz vorhanden ist, driftet aber im Allgemeinen das System mit der Zeit. Die sich hierbei manifestierende Kreiseldrift muss bestimmt und bei der Verwertung der Messergebnisse berücksichtigt werden. Im Zusammenhang damit kann ein Laser-Positionierungssystem benutzt werden.
Um die statischen Geschützgeometrie-Fehler vollständiger zu erfassen und in der Folge eine präzisere Kompensation von dadurch verursachten Schiessfehlern durchzuführen, weist die zweite Komponente der neuen Einrichtung, das heisst die Mess-Anlage 20.1, vorzugsweise auch Messsysteme zur Erfassung weiterer Fehler, insbesondere des Taumel-Fehlers Δτ und des Schiel-Fehlers Δσ auf.
Um den Taumel-Fehler Δτ zu erfassen, wird zusätzlich, zum Kreisel-Messsystem 22.1 ein weiteres Messsystem 21.2 in Form einer herkömmlichen, vorzugsweise elektronischen, Wasserwaage eingesetzt. Diese misst Winkel gegenüber der Horizontalen, im vorliegenden Anwendungsbeispiel den jeweiligen Winkel der Waffenrohrachse zur Horizontalen. Unter einer elektronischen Wasserwaage wird ein Sensor verstanden, der den sogenannten Horizontwinkel, das heisst den Winkel zu einer Horizontalen, misst, und ein mit diesem Winkel korreliertes elektrisches Signal abgibt. Die Messung benutzt Effekte der Gravitation, welche die Vertikale und damit auch die Horizontale definiert. Hierbei ist es unerheblich, in welcher Weise sich der Sensor die Gravitation zu Nutze macht.
Es sei noch bemerkt, dass sich mit Hilfe einer elektronischen Wasserwaage auch die Verkantung bzw. der Tilt des Geschützes 10.1 feststellen lässt. Unter Verkantung bzw. Tilt wird Folgendes verstanden: Wird das Waffenrohr 10.2 nur im Azimut bewegt, so kann die Bewegung der Mündung des Waffenrohres näherungsweise als eine Kreislinie, die eine Ebene definiert, betrachtet werden. Die winkelmässige Abweichung dieser Ebene gegenüber der Horizontalebene wird als Verkantung bzw. Tilt bezeichnet; mit anderen Worten gesagt wäre diese Ebene ohne Tilt eine Horizontalebene. Die Verkantung bzw. der Tilt werden bei neuen Geschützen im Allgemeinen selbsttätig kompensiert bzw. das Geschütz selbsttätig horizontiert. Die Horizontierung des Geschützes ist aber für die Durchführung des neuen Verfahrens nicht erforderlich.
Um den Schiel-Fehler Δτ zu erfassen, wird zusätzlich zum Kreisel-Messsystem 22.1 und zur elektronischen Wasserwaage 22.2 ein weiteres Messsystem 22.3 in Form einer herkömmlichen vorzugsweise optischen Vorrichtung eingesetzt. Diese misst die winkelmässige Differenz zwischen der Waffenrohrachse und der Visierlinie des Geschützes 10.1.
Als dritte Komponente zur Durchführung des neuen Verfahrens wird ein Rechner benötigt. Der Rechner ist gemäss Fig. 1A als separate Rechnereinheit 20.2 ausgebildet, welche ausschliesslich oder unter anderem zur Durchführung des neuen Verfahrens benutzt und nur hierzu mit dem Waffensystem 10 gekoppelt wird. Als Rechner kann aber ggfs. auch der Feuerleitrechner bzw. Systemrechner 10.4 des Waffensystems 10 benutzt werden.
Die dritte Komponente der neuen Einrichtung, im vorliegenden Fall die Rechnereinheit 20.2, besitzt einen Dateneingang bzw. eine Datenschnittstelle, über welche ihm mindestens Daten zugeführt werden, welche die erfassten Soll-Werte und Ist-Werte repräsentieren. Die Daten können der Rechnereinheit 20.2 in beliebiger geeigneter Weise zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise mit Hilfe eines Datenträgers wie einer Diskette, oder über eine Datenleitung, welche materiell oder immateriell sein kann.
Wird als Rechner der Feuerleitrechner bzw. Systemrechner 10.4 eingesetzt, so kennt er die Soll-Werte bereits, und die Ist-Werte werden ihm via einen Dateneingang bzw. eine Datenschnittstelle 24 zur Verfügung gestellt.
Die dritte Komponente der neuen Einrichtung, im vorliegenden Fall die Rechnereinheit 20.2, besitzt ferner eine implementierte Software, um aus den Soll-Werten und den Ist-Werten die Korrektur-Werte zu ermitteln. Die hierbei durchzuführenden Schritte sind weiter oben mit Bezug auf das Verfahren nach der Erfindung ausführlich beschrieben.
Wird als Rechner der Feuerleitrechner bzw. Systemrechner 10.4 benutzt, so können die ermittelten Korrektur-Werte direkt in der Feuerleit-Software implementiert werden.
Wird als Rechner nicht der Feuerleitrechner bzw. Systemrechner sondern die separate Rechnereinheit 20.2 benutzt, so müssen die ermittelten Korrektur-Werte dem Feuerleitrechner bzw. Systemrechner 10.4 über den Dateneingang bzw. die Datenschnittstelle 24 zur Verfügung gestellt und hierauf in die Feuerleit-Software implementiert werden.
Vorzugsweise weist die dritte Komponente, das heisst der Rechner, insbesondere wenn er durch die separate Rechnereinheit 20.2 gebildet ist, eine Eingabeeinheit 20.3 wie zum Beispiel eine Tastatur auf, über welche weitere Daten zur Verfügung gestellt werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um Daten handeln, welche den Ablauf des neue Verfahrens steuern, indem sie unter Anderem das schrittweise Drehen des Waffenrohres in die Mess-Lagen durch die Servos und die Ankoppelung der jeweils zu benutzenden Messsysteme bzw. Messeinheiten steuern.

Claims (17)

  1. Verfahren zum Kompensieren von Schiessfehlern eines ein Waffenrohr (10.2) aufweisenden Geschützes, welche Schiessfehler verursacht werden durch statische Geschützgeometrie-Fehler, die beim Richten des Waffenrohres (10.2) auf Richt-Werte die Stellung des Waffenrohres (10.2) beeinflussen, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Waffenrohr (10.2) durch Drehung um eine Achse (A, L) in Schritten in Messlagen gebracht wird,
    zu jeder Messlage,
    ein Soll-Wert erfasst wird, der die Soll-Stellung des Waffenrohres (10.2) beschreibt,
    ein Ist-Wert erfasst wird, der die Ist-Stellung des Waffenrohres (10.2) beschreibt, mit Hilfe einer Mess-Anlage (20.1), die ein opto-elektronisches Kreisel-Messsystem (22.1) am Waffenrohr (10.2) aufweist,
    eine als Fehler-Wert definierte Differenz zwischen dem Ist-Wert und dem Soll-Wert berechnet wird,
    aus mehreren der Fehler-Werte der Messlagen Korrektur-Werte ermittelt werden, und
    die Korrektur-Werte beim späteren Richten des Waffenrohres (10.2) berücksichtigt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der Korrektur-Werte
    die Fehler-Werte empirisch dargestellt werden,
    die empirisch dargestellten Fehler-Werte durch eine mathematische Fehler-Funktion angenähert wird, und
    aus der mathematischen Fehler-Funktion die Korrektur-Werte bestimmt werden, die bei einer späteren Berechnung der Richt-Werte für das Waffenrohr (10.2) berücksichtigt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur-Werte in Form einer Korrektur-Funktion bestimmt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
       dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer ersten Messeinheit der zum Erfassen der Ist-Werte bestimmten Mess-Anlage (20.1) Azimutgleichlauf-Fehler (Δα1) und ggfs. Lotablauf-Fehler (Δα2) erfasst werden.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen der Ist-Werte eine Mess-Anlage (20.1) benutzt wird, welche ein opto-elektronisches Kreisel-Messsystem (22.1) mit einer zweiten Messeinheit aufweist, mit der Elevationsgleichlauf-Fehler (Δλ) erfasst werden.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen der Ist-Werte eine Mess-Anlage (20.1) benutzt wird, welche ein Messsystem (22.2) mit einer, vorzugsweise elektronischen, Wasserwaage aufweist, mit der Taumel-Fehler (Δτ) erfasst werden.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen der Ist-Werte eine Mess-Anlage (20.1) benutzt wird, welche ein Messsystem (22.3) mit einer Vorrichtung aufweist, mit der Schiel-Fehler (Δσ) erfasst werden.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Werte und die Ist-Werte einem Rechner (20.2, 10.4) zur Verfügung gestellt werden, welcher die Korrektur-Werte bzw. die Korrekturfunktion bestimmt.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur-Werte in einen dem Geschütz (10.1) zugeordneten Systemrechner (10.4) abgelegt werden, um bei der Berechnung der Richt-Werte für das Richten des Waffenrohres (10.2) benutzt zu werden.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Waffenrohr (10.2) bei seiner Drehung in die Mess-Lagen um die Hochachse (A) des Geschützes (10.1) und vorzugsweise auch um die Querachse (L) des Geschützes (10.1) gedreht wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass beim Erfassen der Ist-Werte mit Hilfe eines opto-elektronischen Kreisel-Messsystems (22) eine Kreiseldrift des Kreisel-Messsystems (22) in zeitlichen Abständen oder laufend festgestellt und in den erfassten Ist-Werten berücksichtigt wird.
  12. Einrichtung zum Kompensieren von Schiessfehlern eines ein Waffenrohr (10.2) aufweisenden Geschützes, welche Schiessfehler verursacht werden durch statische Geschützgeometrie-Fehler, die beim Richten des Waffenrohres (10.2) auf berechnete Richt-Werte die Stellung des Waffenrohres (10.2) beeinflussen, gekennzeichnet durch
    eine Waffenrohr-Betätigungseinrichtung, um das Waffenrohr (10.2) durch Drehung um eine Achse (A, L) in Schritten in Messlagen zu bringen,
    eine Sollwert-Erfassungseinrichtung, um Soll-Werte zu erfassen, welche die Soll-Stellungen des Waffenrohres (10.2) in den Messlagen beschreiben,
    eine Mess-Anlage, um Ist-Werte zu ermitteln, welche die Ist-Stellung des Waffenrohrs in den Messlagen beschreiben, wobei die Mess-Anlage (20.1) ein opto-elektronisches Kreisel-Messsystem (22.1) am Waffenrohr (10.2) mit einer ersten Messeinheit aufweist, um Azimutgleichlauf-Fehler (Δα1) und ggfs. Lotablauf-Fehler (Δα2) zu erfassen,
    eine Rechner-Einheit, um
    für die Messlagen eine als Fehler-Wert definierte Differenz zwischen dem jeweiligen Ist-Wert und dem jeweiligen Soll-Wert zu berechnen, und
    aus mehreren der Fehler-Werte der Messlagen Korrektur-Werte zu ermitteln, welche beim späteren Richten des Waffenrohres (10.2) berücksichtigbar sind.
  13. Einrichtung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass das opto-elektronissche Kreisel-Messsystem (22.1) eine zweite Messeinheit aufweist, um Elevationsgleichlauf-Fehler (Δλ) zu erfassen.
  14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mess-Anlage (20.1)
    ein Messsystem (22.2) mit einer, vorzugsweise elektronischen, Wasserwaage aufweist, um Taumel-Fehler (Δτ) zu erfassen, und/oder
    ein Messsystem (22.3) mit einer, vorzugsweise optischen, Vorrichtung aufweist, um Schiel-Fehler (Δσ) zu erfassen.
  15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Rechner-Einheit (20.2),
    eingangsseitig mit einem Soll-Wert-Geber (10.5), der Soll-Werte zur Verfügung stellt, die die Soll-Lage des Waffenrohres (10.2) beschreiben, und mit der Mess-Anlage (20.1), der die Ist-Werte zur Verfügung stellt, verbunden ist,
    dazu ausgebildet ist, auf Grund der Soll-Werte und der Ist-Werte dieKorrektur-Werte zu berechnen, welche dazu bestimmt sind, bei der Berechnung der Richt-Werte für das Waffenrohr (10.2) berücksichtigt werden, um die Schussfehler zu kompensieren, und
    ausgangsseitig mit einem System-Rechner (10.4) verbindbar ist, um ihm Daten zur Verfügung zu stellen, welche die Korrektur-Werte repräsentieren.
  16. Einrichtung nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Rechner-Einheit (20.2) eine Eingabeeinheit (20.3) aufweist zur Eingabe von Daten.
  17. Einrichtung nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass der System-Rechner (10.4)
    einem Waffensystems (10) zugeordnet ist zur Berechnung von Richt-Werten für das Richten eines Waffenrohres (10.2) eines Geschützes (10.1) des Waffensystems (10), und
    einen Dateneingang (24) für zur Verfügung gestellte Daten aufweist, welche Daten dazu bestimmt sind, bei der Berechnung der Richt-Werte berücksichtigt zu werden, um Richtfehler zu kompensieren, die durch statische Geschützgeometrie-Fehler verursacht sind und die Stellung des Waffenrohres (10.2) beeinflussen.
EP02024376A 2002-01-16 2002-11-02 Verfahren und Vorrichtung zum Kompensieren von Schiessfehlern und Systemrechner für Waffensystem Expired - Lifetime EP1329683B1 (de)

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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE0300755L (sv) 2003-03-20 2004-03-02 Saab Ab Anordning vid eldvapen med servosystem
KR100522205B1 (ko) * 2004-03-30 2005-10-18 삼성탈레스 주식회사 선박에 장착되는 조준 장치의 시차 보정 방법
DE102005059225B4 (de) * 2005-12-12 2013-09-12 Moog Gmbh Waffe mit einem Waffenrohr, das außerhalb des Schwerpunkts auf einer bewegbaren Unterlage drehbar gelagert ist
GB0619014D0 (en) * 2006-09-27 2006-11-08 Lindsay Norman M Identifying golf shots
DE102007044732A1 (de) * 2007-09-18 2009-04-02 Oerlikon Contraves Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung der Treffgenauigkeit einer insbesondere zeitgesteuerten Munitionszerlegung
US8006427B2 (en) 2008-07-29 2011-08-30 Honeywell International Inc. Boresighting and pointing accuracy determination of gun systems
DE102011106199B3 (de) * 2011-06-07 2012-08-30 Rheinmetall Air Defence Ag Vorrichtung und Verfahren zur Thermalkompensation eines Waffenrohres
KR101364637B1 (ko) 2011-12-09 2014-02-20 국방과학연구소 능동파괴체계의 체계 정렬 방법 및 장치
CN104154818B (zh) * 2014-07-25 2016-01-20 北京机械设备研究所 一种无控弹射击角度确定方法
CN109556459B (zh) * 2019-01-22 2024-02-27 中国人民解放军陆军工程大学 一种火箭炮惯导寻北精度检测系统和方法
CN112696981B (zh) * 2020-12-21 2023-02-21 西北机电工程研究所 一种大地坐标系下全闭环干扰速率补偿自稳定控制方法
DE102022106062A1 (de) 2022-03-16 2023-09-21 Vincorion Advanced Systems Gmbh Verfahren und Notrichtsteuereinheit zum Betreiben eines Notrichtsystems für eine Geschützvorrichtung, Geschützvorrichtung und Fahrzeug

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3575085A (en) * 1968-08-21 1971-04-13 Hughes Aircraft Co Advanced fire control system
SE331245B (de) * 1969-01-03 1970-12-14 Bofors Ab
US3727221A (en) * 1970-05-18 1973-04-10 R Julier Error measuring device for a monopulse tracking radar system
US3845276A (en) * 1971-12-17 1974-10-29 Hughes Aircraft Co Laser-sight and computer for anti-aircraft gun fire control system
US3803387A (en) * 1972-09-20 1974-04-09 Us Navy Alignment error detection system
US3844196A (en) * 1972-09-28 1974-10-29 Pneumo Dynamics Corp Fire control system
GB1587714A (en) * 1976-03-16 1981-04-08 Secr Defence Correcton of gun sighting errors
SE425618B (sv) * 1978-02-22 1982-10-18 Bofors Ab Anordning for bestemning av lodriktning
SE434573B (sv) * 1979-10-02 1984-07-30 Bofors Ab Sett och anordning for att hoja linjeriteten hos ett servosystem
US4302666A (en) * 1979-11-13 1981-11-24 The Boeing Company Position control system of the discontinuous feedback type
DE2951108C2 (de) * 1979-12-19 1983-11-17 Krauss-Maffei AG, 8000 München Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung des Gleichlaufs der Visierlinie eines Periskops mit auf Zielpunkte richtbaren Elementen
FR2505477B1 (fr) * 1981-05-08 1985-06-14 France Etat Procede et dispositif d'harmonisation des axes d'une arme et d'un viseur
US4464975A (en) * 1981-12-29 1984-08-14 General Electric Company Control of dispersion of gun systems
DE3219916A1 (de) * 1982-05-27 1983-12-01 Wegmann & Co GmbH, 3500 Kassel Verfahren und einrichtung zur ueberpruefung von gleichlaufabweichungen zwischen einer optischen visiereinrichtung und einer auf zielpunkte richtbaren einrichtung, insbesondere einer waffe
DE3225395A1 (de) * 1982-07-07 1984-01-12 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Digitaler ballistikrechner fuer ein feuerleitsystem einer rohrwaffe
US4698489A (en) * 1982-09-30 1987-10-06 General Electric Company Aircraft automatic boresight correction
US4570530A (en) * 1983-12-14 1986-02-18 Rca Corporation Workpiece alignment system
DE3439082A1 (de) * 1984-10-25 1986-04-30 Wegmann & Co GmbH, 3500 Kassel Einrichtung zur durchfuehrung dynamischer vergleichsmessungen an feuerleitsystemen fuer gerichtete waffen
EP0229864B2 (de) * 1986-01-24 1993-06-23 LITEF GmbH Einrichtung zur Stabilisierung hochdynamischer Geräte auf einem niederdynamischen Träger
IL81192A0 (en) * 1987-01-07 1987-08-31 Israel State Stabilized line-of-sight aiming system for use with fire control systems
TR27014A (tr) * 1987-05-15 1994-09-15 Contraves Ag Bir ates idare tertibati icin tevcih usulü ve bu usulü icra etmeye mahsus ates idare tertibati.
US5140329A (en) * 1991-04-24 1992-08-18 Lear Astronics Corporation Trajectory analysis radar system for artillery piece
EP0512856B1 (de) * 1991-05-08 1998-11-04 Electronic Data Systems Corporation Waffensystem
FR2691792A1 (fr) * 1992-06-02 1993-12-03 Giat Ind Sa Dispositif de déclenchement du tir d'une arme à feu.
US5481957A (en) * 1992-07-06 1996-01-09 Alliedsignal Inc. Aiming and pointing system for ground based weapons equipment
US5413028A (en) * 1993-11-12 1995-05-09 Cadillac Gage Textron Inc. Weapon stabilization system
US5617316A (en) * 1995-03-15 1997-04-01 Sikorsky Aircraft Corporation Maintaining attitude error constant in Euler singularity protection
US5631437A (en) * 1996-06-28 1997-05-20 Techno-Sciences, Inc. Gun muzzle control system using barrel mounted actuator assembly
FR2758625B1 (fr) * 1997-01-17 1999-03-19 Sofresud Dispositif apte a determiner la direction d'une cible dans un repere predefini
DE50201716D1 (de) * 2001-11-23 2005-01-13 Contraves Ag Verfahren und Vorrichtung zum Beurteilen von Richtfehlern eines Waffensystems und Verwendung der Vorrichtung
KR20070111418A (ko) * 2007-10-04 2007-11-21 희 한 원격 화기 정밀 사격제어 장치

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