EP2201319A1 - Sensorgestützte funktionskontrolle eines waffensystems - Google Patents

Sensorgestützte funktionskontrolle eines waffensystems

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Publication number
EP2201319A1
EP2201319A1 EP08785836A EP08785836A EP2201319A1 EP 2201319 A1 EP2201319 A1 EP 2201319A1 EP 08785836 A EP08785836 A EP 08785836A EP 08785836 A EP08785836 A EP 08785836A EP 2201319 A1 EP2201319 A1 EP 2201319A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ammunition
rotor
weapon
encoder
feeder
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08785836A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen DIENEROWITZ
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 Waffe Munition GmbH
Original Assignee
Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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 Rheinmetall Waffe Munition GmbH filed Critical Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Publication of EP2201319A1 publication Critical patent/EP2201319A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F41A9/00—Feeding or loading of ammunition; Magazines; Guiding means for the extracting of cartridges
    • F41A9/29—Feeding of belted ammunition
    • F41A9/30—Sprocket-type belt transporters
    • 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
    • F41A9/00—Feeding or loading of ammunition; Magazines; Guiding means for the extracting of cartridges
    • F41A9/37—Feeding two or more kinds of ammunition to the same gun; Feeding from two sides
    • 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
    • F41A9/00—Feeding or loading of ammunition; Magazines; Guiding means for the extracting of cartridges
    • F41A9/50—External power or control systems

Definitions

  • the invention relates to a control concept for a function-assisted function control of a weapon system, in particular a machine gun.
  • a method for monitoring and controlling launching operations of a combat vehicle with the aid of sensors is described in DE 10 2005 001 558 A1.
  • a monitoring system is to be created, which generates in the case of training, an automatic Schussverblockung for the case when a shot is to be delivered in a restricted area.
  • the present invention therefore provides the object of an additional electronic function control for the supportive monitoring of the weapon system, in particular the ammunition supply.
  • the invention is based on the idea of incorporating sensors at the points of intersection between the weapon system and the drive system, including the feeding of different types of ammunition from different ammunition containers onto a common rotor, which additionally permit monitoring.
  • the weapon system may be a foreign-powered machine gun with an electric drive and preferably two drives for the ammunition supply (rotor, booster).
  • the sensors are preferably inductive sensors.
  • all motors have an internal resolver, for monitoring the rotor and booster motor via one encoder each. Both resolver and the encoder signals are preferably processed directly.
  • the feeder has at least five stars (even three in three different types of ammunition), with one star being the central rotor which places the ammunition in front of the weapon's shutter.
  • Monitored are idle, ready to fire, firing and the presence of a failure.
  • the communication with the weapon system takes place internally as well as externally.
  • the position of the rotor is checked using the rotor encoder / resolver and the booster motor using the booster encoder / resolver.
  • the resolver itself is used to monitor the self-energizing. Depending on the choice of ammunition, it may then be decided whether the selected ammunition is present in the competent star for transfer to the rotor.
  • FIG. 1 is an illustration of a feeder for several types of ammunition to a weapon
  • Fig. 4 is an overview of the integrated sensors in the feeder with functional sequence.
  • a feeder for three different types of ammunition M1, M2, M3 (the latter not visible here) is marked in Fig. 1.
  • the feeder 1 has six stars S1 to S6 for this purpose (FIG. 2, FIG. 3).
  • the star S1 is the rotor 2, through which the ammunition M1, M2, M3 is placed in front of a closure 3.
  • the ammunition M1 and M2 have belt members 4.
  • a common drive 5 takes over the supply of the ammunition M1, M2, M3 in front of the shutter. 3
  • Fig. 2 shows the drive 5 for the three types of ammunition M1, M2, M3 in a compact representation.
  • the feeder 1 is subdivided into a rotor side 7 and into a so-called degurator side 8.
  • the Entgurterseite 8 is gear technology independent of the rotor side 7 and a rack 9, which actuates the clutches 10, 11, connected together (allows a modular design of the feeder 1).
  • the drive 5 of the feeder 1 comprises in the preferred embodiment, a rotor shaft
  • a rotor motor for driving the rotor 2
  • a booster motor also not shown in detail
  • star motor for driving the stars S2 to S5 via various translations (eg, gears or the like), preferably with encoder and / or Integrated resolver.
  • Another weapon motor serves to drive the weapon or the closure in a known manner.
  • FIG. 3 shows the overview of the sensors not shown in the feeder 1 and in the weapon (not shown) for monitoring the right ammunition selection and their supply and the weapon function.
  • FIG. 4 shows an overview of the sensors, likewise not illustrated in detail, in the feeder 1 for the interaction between the booster motor, the ammunition selection M1, M2, M3 and the rotor motor. - A -
  • the test of the rotor encoder which according to the ammunition selection must have assumed a defined position 0, 60, 120, 180, 240 or 360 degrees.
  • the booster encoder in turn has to take a position 0, 90, 180, 270 or 360 degrees.
  • the selected ammunition M1, M2, M3 is conveyed to the feed position by rotation of the rotor 2.
  • the rotation is terminated by reaching the feed position, in which a match of encoder value and monitoring rotor signal is confirmed.
  • the rotor 2 is held in this position and the booster motor and weapon motor are started
  • the booster motor rotates according to the signal "ammunition x is selected” the star S4 for the ammunition M1 or S5 for the ammunition M2 by 90 degrees in the time corresponds to the predetermined cadence. If ammunition M3 is selected, the booster motor 3 does not turn.
  • the weapon engine is started and runs with given values.
  • the "lock locked” signal releases a firing pin in the shutter and normally ignites the supplied cartridge.
  • the ignition is detected via the weapon return and the signal “shot” is generated. With this signal, the weapon motor continues to run until the signal "lock behind” is present (not shown).
  • the signal for switching ammunition can be generated at any time. If the ammunition is present in the competent star S2 or S3, the firing state will be blocked for the duration of the changeover, depending on the ammunition selection. At the same time a signal "Switch to ammunition x" is generated and the response is waited for If no ammunition is available, an error signal is generated and the system can then be set to "ready to shoot".

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Operating, Guiding And Securing Of Roll- Type Closing Members (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird eine sensorgestützte Funktionskontrolle für das Züführen von unterschiedlichen Munitionsarten an ein Waffensystem, wobei wenigsten zwei unterschiedliche Munitionsarten (M1, M2, M3) über einen gemeinsamen Rotor (2) aus einer gleichen Richtung der Waffe zugeführt und die Munition (M1, M2, M3) aus unterschiedlichen Munitionsbehältern entnommen und über einen gemeinsamen Zuführer (1) dem Rotor (2) übergeben werden. Das Zuführen erfolgt über Motore mit Encoder und Resolver zum Antrieb mehrerer im Zuführer (1) eingebundener Sterne (S1-S6). Geprüft werden die Stellung des Rotors (2) anhand des Rotor-Encoders/Resolvers und des Booster-Motors anhand des Booster-Encoders/Resolvers. Abhängig von der Munitionswahl (M1, M2, M3) kann dann überprüft werden, ob die angewählte Munition (M1, M2, M3) in dem zuständigen Stern (S2, S3, S6) zur Übergabe an den Rotor (2) vorhanden ist.

Description

BESCHREIBUNG
Sensorgestützte Funktionskontrolle eines Waffensystems
Die Erfindung betrifft ein Steuerungskonzept für eine durch Sensoren unterstützte Funktionskontrolle eines Waffensystems, insbesondere einer Maschinenkanone.
Insbesondere bei der Zuführung verschiedener Munitionstypen ist die Verwendung von Sensoren zur Identifizierung des Munitionstyps bekannt, beispielsweise durch die DE 10 2005 040 407 B4. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zielgerichteten Munitionszuführung mittels Sensoren offenbart die DE 10 2005 040 406 A1.
Ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung von Abschussvorgängen eines Kampffahrzeugs unter zur Hilfenahme von Sensoren beschreibt die DE 10 2005 001 558 A1. Dabei soll ein Überwachungssystem geschaffen werden, das im Ausbildungsfall eine automatische Schussverblockung für den Fall erzeugt, wenn ein Schuss in einen gesperrten Bereich abgegeben werden soll.
Wenngleich in der Regel eine mechanische Funktionskontrolle des Waffensystems als auch der Munitionszuführung angestrebt wird, bietet es sich an, eine zusätzliche elektronische Überwachung des Waffensystems als auch der Munitionszuführung einzubinden.
Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe einer zusätzlichen elektronischen Funktionskontrolle zur unterstützenden Überwachung des Waffensystems, insbesondere der Munitionszuführung.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, an den Schnittpunkten zwischen dem Waffensystem und dem Antriebssystem inklusive dem Zuführen unterschiedlicher Munitionstypen aus verschiedenen Munitionsbehältern auf einen gemeinsamen Rotor, Sensoren einzubinden, welche zusätzlich die Überwachung ermöglichen. Beim Waffensystem kann es sich um eine fremd angetriebene Maschinenkanone mit einem elektrischen Antrieb und vorzugsweise zwei Antrieben für die Munitionszuführung (Rotor, Booster) handeln. Bei den Sensoren handelt es sich bevorzugt um induktive Sensoren. Für die Überwachung verfügen alle Motore über einen internen Resolver, für die Überwachung des Rotor- und Booster- Motors über je einen Encoder. Sowohl Resolver- als auch die Encodersignale werden vorzugsweise direkt verarbeitet.
Der Zuführer weist wenigsten fünf Sterne (bei drei verschiedenen Munitionssorten sogar sechs) auf, wobei ein Stern der zentrale Rotor ist, welcher die Munition vor den Verschluss der Waffe legt.
Überwacht werden Leerlauf, Schießbereit, Abfeuern sowie das Vorhandensein eines Versagers. Die Kommunikation mit dem Waffensystem findet intern als auch extern statt.
Vorgeschlagen wird also eine sensorgestützte Funktionskontrolle für das Zuführen von unterschiedlichen Munitionsarten an ein Waffensystem, wobei wenigsten zwei unterschiedliche Munitionsarten über einen gemeinsamen Rotor aus einer gleichen Richtung der Waffe zugeführt und die Munition aus unterschiedlichen Munitionsbehältern entnommen und über einen gemeinsamen Zuführer dem Rotor übergeben werden. Geprüft werden die Stellung des Rotors anhand des Rotor- Encoders /Resolvers und des Booster-Motors anhand des Booster- Encoders / Resolvers. Der Resolver selbst dient zur Überwachung der Eigenbestromung. Abhängig von der Munitionswahl kann dann entschieden werden, ob die ausgewählte Munition in dem zuständigen Stern zur Übergabe an den Rotor vorhanden ist.
Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:
Fig. 1 eine Darstellung eines Zuführers für mehrere Munitionstypen an eine Waffe,
Fig. 2 den Antrieb des Zuführers aus Fig. 1 ,
Fig. 3 eine Übersicht der in die Überwachung eingebundenen Sensoren mit Funktionsablauf zwischen dem Zuführer und der Waffe,
Fig. 4 eine Übersicht der eingebundenen Sensoren im Zuführer mit Funktionsablauf. Mit 1 ist in Fig. 1 ein Zuführer für drei verschiedene Munitionsarten M1 , M2, M3 (letztere hier nicht erkennbar) gekennzeichnet. Der Zuführer 1 weist dazu sechs Sterne S1 bis S6 auf (Fig. 2, Fig.3). Der Stern S1 ist dabei der Rotor 2, durch welchen die Munition M1 , M2, M3 vor einen Verschluss 3 gelegt wird. Die Munitionen M1 und M2 weisen Gurtglieder 4 auf. Ein gemeinsamer Antrieb 5 übernimmt die Zuführung der Munition M1 , M2, M3 vor den Verschluss 3.
Fig. 2 zeigt den Antrieb 5 für die drei Munitionsarten M1 , M2, M3 in einer kompakten Darstellung. Der Zuführer 1 wird in eine Rotorseite 7 und in eine so genannte Entgurterseite 8 untergliedert. Die Entgurterseite 8 ist getriebetechnisch unabhängig von der Rotorseite 7 und über eine Zahnstange 9, welche die Kupplungen 10, 11 betätigt, miteinander verbunden (ermöglicht eine modulare Bauweise des Zuführers 1).
Der Antrieb 5 des Zuführers 1 umfasst im bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Rotorwelle
12 (S1) mit einer 3 -Gang -Klauenkupplung 10, die über die Zahnstange 9 mit einer 2-Gang- Klauenkupplung 11 und der Entgurterwelle 13 funktional gekuppelt wird. Die Entgurterwelle
13 wird ihrerseits durch einen Motor (Booster- nicht näher dargestellt) angetrieben. Mit S6 sind der Einlegestern für die Munition M3, mit S3 der Einlegestern für die Munition M2 und mit S2 der Einlegestern für die Munition M1 gekennzeichnet. Die Einlegesterne S6, S3 und S2 sind auf den Rotor 2 (S 1) derart abgestimmt, dass die Munition vom Einlegestern in den Rotor 2 gelegt wird, die vom Bediener angewählt worden ist.
Im Zuführer 1 sind ein Rotormotor (nicht näher dargestellt) zum Antrieb des Rotors 2 sowie ein Boostermotor (gleichfalls nicht näher dargestellt) zum Antrieb der Sterne S2 bis S5 über diverse Übersetzungen (z. B. Zahnrädern oder dergleichen) vorzugsweise mit Encoder und/ oder Resolver integriert. Ein weiterer Waffenmotor (nicht weiter aufgezeigt) dient zum Antrieb der Waffe bzw. dem Verschluss in bekannter Art und Weise.
Fig. 3 zeigt die Übersicht der nicht näher dargestellten Sensoren im Zuführer 1 als auch in der Waffe (nicht dargestellt) für die Überwachung der richtigen Munitionsauswahl und ihrer Zuführung sowie der Waffenfunktion. Fig. 4 stellt eine Übersicht der gleichfalls nicht näher dargestellten Sensoren im Zuführer 1 für das Zusammenwirken zwischen dem Boostermotor, der Munitionsauswahl M1 , M2, M3 und dem Rotormotor dar. - A -
Die Funktion ist wie folgt:
Überwacht wird als erstes ein Leerlauf. Für den Zustand Leerlauf gilt neben der Prüfung der exakten Munitionswahl (M1 , M2 oder M3), die Prüfung des Rotor- Encoders, der entsprechend der Munitionsauswahl eine definierte Stellung 0, 60, 120, 180, 240 oder 360 Grad eingenommen haben muss. Der Booster- Encoder hat seinerseits dazu eine Stellung 0, 90, 180, 270 oder 360 Grad einzunehmen.
Mit Schießbereit bzw. dem diskreten Kommando „Feuer" wird die gewählte Munition M1 , M2, M3 durch Drehung des Rotors 2 in die Zuführposition gefördert. Die Drehung wird beendet durch Erreichen der Zuführposition, in welcher eine Übereinstimmung von Encoderwert und Überwachung Rotorsignal bestätigt wird. Der Rotor 2 wird auf dieser Position gehalten und der Boostermotor und Waffenmotor werden gestartet. Der Boostermotor dreht je nach Signal „Munition x ist gewählt" den Stern S4 für die Munition M1 oder S5 für die Munition M2 um 90 Grad in der Zeit, die der vorgegebenen Kadenz entspricht. Ist Munition M3 gewählt, dreht sich der Boostermotor 3 nicht.
Der Waffenmotor wird gestartet und läuft mit vorgegebenen Werten. Mit dem Signal „Verschluss verriegelt" wird ein Schlagbolzen im Verschluss freigegeben und im Normalfall die zugeführte Patrone gezündet. Das Zünden wird über den Waffenrücklauf detektiert und das Signal „Schuss" erzeugt. Mit diesem Signal läuft der Waffenmotor weiter bis das Signal „Verschluss hinten" vorhanden ist (nicht weiter dargestellt).
Für das Ausbleiben des Signals „Schuss" wird über einem Zeitfenster eine Überwachung angeregt. Erscheint es nicht innerhalb des Zeitfensters, kann diese angezeigt und ein Signal erzeugt werden, welches den Waffenmotor zumindest kurzzeitig unterbricht.
Bei Einzelfeuer erfolgt nach jedem Schuss die Rückkehr aus dem Zustand „Abfeuern" in den Zustand „Schießbereit". Ein erneuter Schuss wird erst durch ein neues Kommando „Feuer" ausgelöst. Bei einem Feuerstoß (Serien- oder Dauerfeuer) verbleibt die Waffe im Zustand „Abfeuern" bis die eingestellte Anzahl Schuss erreicht ist oder das Kommando „Feuer" abfällt. Diese werden gezählt beispielsweise durch Zählen des Signals „Schuss". Liegt im Waffensystem ein Versager vor (fehlen des Signals „Schuss"), bleibt der Verschluss verriegelt und wird erst nach einer Zeit y, die eingestellt werden kann, entriegelt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Magnet angesteuert wird, der dann ein Weiterlaufen des Waffenmotors zulässt, so dass der Versager dann wie eine normale Hülse aus dem Waffensystem transportiert werden kann.
Das Signal zur Munitionsumschaltung kann jederzeit generiert werden. Die Durchführung der Umschaltung erfolgt nach Erreichen des Zustandes „Schießbereit". Überprüft wird anhängig von der Munitionswahl, ob Munition in dem zuständigen Stern S2 oder S3 vorhanden ist. Bei Vorhandensein der Munition wird der Zustand „ Abfeuern" für die Dauer der Umschaltung gesperrt. Zeitgleich wird ein Signal „Umschalten auf Munition x" generiert und auf die Rückmeldung gewartet. Ist keine Munition vorhanden, wird ein Fehlersignal generiert. Das System kann dann in den Zustand „Schießbereit" geführt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Sensorgestützte Funktionskontrolle für das Zuführen von unterschiedliche Munitions- arten an ein Waffensystem, wobei
- wenigsten zwei unterschiedliche Munitionsarten (M1 , M2, M3) über einen gemeinsamen Rotor (2) aus einer gleichen Richtung der Waffe zugeführt werden,
- die Munition (M1 , M2, M3) aus unterschiedlichen Munitionsbehältern entnommen und über einen gemeinsamen Zuführer (1) dem Rotor (2) übergeben werden, Motore mit Encoder und/ oder Resolver zum Antrieb mehrerer im Zuführer (1) eingebundener Sterne (S1 -S6) verwendet werden, so dass
- eine Prüfung der Stellung des Rotors (2) anhand des Rotor- Encoders und des Booster-Motors anhand des Booster- Encoders erfolgt und anhängig von der Munitionswahl (M1 , M2, M3), ob diese in dem zuständigen Stern (S2, S3, S6) zur Übergabe an den Rotor (2) vorhanden ist.
2. Funktionskontrolle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend der Munitionsauswahl (M1 , M2, M3) der Rotor (2) eine definierte Stellung 0, 60, 120, 180, 240 oder 360 Grad einnimmt und der Booster- Encoder seinerseits dazu eine vorgegebene Stellung 0, 90, 180, 270 oder 360 Grad aufweist.
3. Funktionskotrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensoren induktive Sensoren eingesetzt werden.
EP08785836A 2007-10-17 2008-09-06 Sensorgestützte funktionskontrolle eines waffensystems Withdrawn EP2201319A1 (de)

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DE200710050016 DE102007050016A1 (de) 2007-10-17 2007-10-17 Sensorgestützte Funktionskontrolle eines Waffensystems
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WO (1) WO2009049721A1 (de)

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