ES2239438T3 - Metodo y dispositivo para corregir la trayectoria de un proyectil estabilizado por giro. - Google Patents

Abstract

Método para la corrección lateral del punto de impacto de proyectiles (12) estabilizados por giro, en el que se calcula la diferencia de acimut para cada proyectil entre el punto de impacto de predicción calculado a partir de los datos corrientes del proyectil en un punto de comprobación (8), en comparación con sus datos de disparo en forma de velocidad de salida del cañón, se calculan datos de puntería en ángulo horizontal y elevación cuando se dispara, caracterizado porque el punto deseado de impacto (9) es corregido al influir en la velocidad de giro del proyectil.

Description

Método y dispositivo para corregir la trayectoria de un proyectil estabilizado por giro.

La presente invención se refiere a un método y a un dispositivo para la corrección de la trayectoria de proyectiles estabilizados por giro, tales como proyectiles de artillería. En especial, en el presente método, se calcula la diferencia de acimut para cada proyectil entre el punto de impacto de predicción calculado a partir de datos reales para el proyectil en un punto de comprobación, en comparación con los datos de disparo en forma de velocidad de salida, y se calculan datos de puntería en ángulo horizontal y en elevación cuando se efectúa el disparo.

En cuanto al dispositivo, éste comprende dispositivos de disparo de proyectil, según una trayectoria teórica conocida con una velocidad conocida de salida del cañón, elevación y ángulo horizontal, así como dispositivos para medición de la posición del blanco y para la introducción de datos relevantes para el proyectil, como mínimo, en un punto de comprobación predeterminado de la trayectoria junto con un dispositivo para transmitir instrucciones al proyectil en cuestión, y un dispositivo para recibir dichas instrucciones de actuación.

La tendencia actual en la tecnología de artillería es la de intentar aumentar al máximo el alcance, minimizando asimismo el tiempo de permanencia en el lugar de despliegue de la pieza después de abrir fuego. La justificación de ello es que en la actualidad existen métodos muy buenos para detectar de manera rápida y precisa el lugar de situación de una pieza de artillería que está efectuando un disparo o que lo acaba de efectuar. En otras palabras, existe un notable riesgo de fuego en contrario efectuado con rapidez. Un método para minimizar el tiempo en el que la pieza de artillería se encuentra en un lugar determinado consiste en hacer que se encuentre en el aire el número requerido de proyectiles antes de que el primero haya alcanzado el blanco. Esta táctica reduce la oportunidad de disparar una o varias salvas de disparos para precisar la distancia, y corregir a continuación la elevación y ángulo horizontal en base a sus puntos de impacto o posición real cuando se encuentran fuera de la trayectoria.

El método que se ha mencionado anteriormente, de forma breve, de disparar al aire una serie de salvas de disparos antes de que el primero de ellos haya alcanzado el blanco requiere un método de corrección de las trayectorias de los proyectiles distinto a los criterios basados en la forma en la que se realiza el disparo, tales como velocidad de salida del cañón, elevación y ángulo horizontal.

Dado que se reconoce de manera general en el sector de la artillería que la dispersión longitudinal es habitualmente mayor que la dispersión lateral, es comprensible que los esfuerzos se hayan enfocado en primer lugar al desarrollo de métodos para corrección de la trayectoria longitudinalmente mientras los proyectiles se encuentran todavía en el aire.

Un método de este tipo y su dispositivo asociado se describen en la patente sueca nº 8301651-9 (=USA-A-4.655.411). De acuerdo con esta patente, se mide la posición del blanco, se determina la velocidad de salida de la boca del cañón de la unidad de munición (proyectil), se comprueba si es posible su posición y velocidad durante la trayectoria, y en base a estos valores se calculan el punto de impacto probable longitudinalmente y la desaceleración necesaria para conseguir el punto de impacto correcto longitudinalmente. Se calcula también el momento en el que se produce la activación del dispositivo de desaceleración existente para conseguir la desaceleración necesaria para conseguir el alcance correcto. Este procedimiento presupone, por lo tanto, que la elevación del cañón y la velocidad de salida seleccionadas tienen como resultado un alcance que es algo excesivo. Se propone conseguir la desaceleración requerida por esta razón mediante dispositivos de desaceleración desplegables o destruyendo partes de la ojiva del proyectil para incrementar su resistencia al aire. Por lo tanto, para un funcionamiento según lo anteriormente esquematizado, además de estar dotado de un dispositivo de desaceleración, el proyectil debe contener también un receptor para recibir las instrucciones necesarias para la corrección de la trayectoria y para poner en marcha el dispositivo de desaceleración en el momento oportuno. Desde luego, se puede utilizar una tecnología correspondiente con un proyectil asistido mediante cohete o un proyectil dotado de freno en la base ("base bleed") en el que el receptor antes indicado pondría en marcha el elemento de ignición de estos dispositivos para conseguir el incremento de alcance deseado.

Tal como se ha indicado, no se ha llevado a cabo ningún trabajo, según la información de la que disponen los inventores, para desarrollar un método elemental que podría funcionar en condiciones reales para la corrección lateral de proyectiles estabilizados por giro mientras éstos se hallan todavía en su trayectoria. El objetivo de la presente invención es conseguir dicho sistema.

Se sabe desde hace tiempo que un efecto aerodinámico proporciona a los proyectiles estabilizados mediante giro una tendencia clara a desviarse lateralmente con respecto a la trayectoria impartida a los mismos en el disparo. La dirección en la que se desvía el proyectil depende por completo de su propia dirección de giro, mientras que la magnitud de la desviación depende de la velocidad de giro del proyectil.

En cañones, obuses y otras armas dotadas de cañón de disparo, el rayado del tubo tiene lugar tradicionalmente casi en todos los casos en el sentido de las agujas del reloj, es decir, de manera similar a una rosca normal pero con un paso completamente distinto. Por ello, un proyectil que gira en el sentido de las agujas del reloj tiene tendencia a desviarse hacia la derecha, es decir, en la misma dirección en la que gira, en comparación con la dirección que recibió en el momento del disparo. El error lateral que se produce por esta razón es bien conocido, y las tablas de disparo utilizadas en la práctica contienen normalmente correcciones para eliminar su efecto en los resultados del disparo. Tal como se ha indicado anteriormente, el alcance de artillería ha sido incrementado significativamente en estos últimos años, mientras que la capacidad de seguimiento de la trayectoria de los proyectiles propios también se ha mejorado. El error lateral que presentan los proyectiles estabilizados por giro resulta, por lo tanto, más pronunciado dado que aumenta con el alcance, mientras que la capacidad para indicar las correcciones de trayectoria requeridas mejora también continuamente.

Tal como se reivindica en la presente invención, se propone efectuar, no solamente la corrección del efecto aerodinámico de tipo conocido por compensación del ángulo horizontal cuando se produce el disparo, sino explotar este fenómeno para tener una corrección activa de la trayectoria lateral del proyectil mientras éste se encuentra en ruta hacia el blanco.

La versión más elemental de la presente invención debería consistir en realizar una desviación lateral de la puntería hacia el blanco algo menor que la especificada en las tablas de disparo aplicables, y, a continuación, cuando se mide la posición del proyectil en la trayectoria, calcular cuál es la desaceleración de la velocidad de giro del proyectil requerida para posibilitar un alcance en el blanco.

La desaceleración de la velocidad de giro del proyectil se puede conseguir mediante dispositivos desplegables, pero dado que esto se refiere a reducir la velocidad de giro, no la velocidad de la trayectoria, los dispositivos de desaceleración tendrán un diseño distinto de los indicados en la anteriormente mencionada patente sueca Nº 8301651-9. Por otra parte, el método de la presente invención para la corrección lateral de la trayectoria del proyectil se puede combinar bien con el método descrito en dicha patente para la corrección de la trayectoria del mismo proyectil longitudinalmente.

Si se combinan ambos métodos, resulta posible corregir la trayectoria de un proyectil tanto lateralmente como longitudinalmente. La condición para ello es básicamente que el proyectil esté dotado de dispositivos de desaceleración, de giro y de velocidad, y que el receptor del proyectil pueda recibir e iniciar el despliegue de estos dispositivos individualmente en los momentos de tiempo calculados para proporcionar la corrección de trayectoria deseada lateralmente y longitudinalmente.

Dado que el método para la medición de la posición de un proyectil en su trayectoria balística y el método para el cálculo de su punto de impacto a partir del valor obtenido de este modo son bien conocidos junto con la velocidad que tiene el proyectil a la salida del cañón y los datos de puntería del cañón en elevación y ángulo horizontal, no se describirán de manera detallada en esta descripción.

No obstante, puede ser interesante mencionar que en la patente sueca de la misma solicitante Nº 8600649-1 se realizó una descripción de un método y un dispositivo que da a conocer un proyectil dotado de dispositivos de retardo del movimiento de giro. En principio, esta patente puede parecer que contiene conceptos similares a los de la presente invención, pero, en dicha patente anterior, el objetivo no es el de conseguir corrección de trayectorias sino solamente ajustar la estabilidad de giro del proyectil a la velocidad trayectoria balística en la que fue disparado. Por lo tanto, es un método para reducir la dispersión y no un método para corrección activa de la trayectoria.

Otros documentos que comprenden dispositivos y métodos que podían tener un cierto interés con respecto a la presente invención son las patentes USA-A-5 775 636, FR-A-2 761 769 y DE-A- 19 740 888. La totalidad de dichos documentos muestra proyectiles estabilizados en giro, pero ninguna de ellas se refiere a un método o dispositivo para corregir la trayectoria exclusivamente por el cambio de la velocidad de giro del proyectil. En la patente USA-A-5 775 636, cuya materia constituye la base de los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 6, el giro se considera realmente como el problema que interfiere con el guiado del proyectil, lo cual es al revés que en la presente invención, en la que el giro se considera la solución para corregir la trayectoria. En dicho documento, las aletas de desvío del aire, que se pueden doblar para el guiado real del proyectil, se utilizan solamente en sincronismo con el giro del proyectil, de manera que el giro no interfiere con el guiado real.

La patente francesa FR-A-2 761 769 da a conocer una pieza de munición con un elemento postizo o inserto plano en la forma ojiva externa. Los insertos planos son dispuestos de forma espaciada alrededor del cuerpo de la pieza de munición. Dichos insertos retienen pequeñas secciones de aletas desplegables en la parte interna de la ojiva antes del disparo, y que se liberan electrónicamente después del disparo. La combinación de las aletas y de la superficie plana interna impide la rotación de la pieza de munición y proporciona un esfuerzo de tracción que se utiliza para el guiado del proyectil.

La patente DE-A-19 740 888 da a conocer un proyectil estabilizado por giro en el que poco antes de alcanzar la fase de guiado, la velocidad del proyectil se reduce por utilización de frenos estabilizados por giro, y la trayectoria del proyectil se cambia con el objetivo de guiado de situación de estabilización por giro a estabilización por aletas, de manera que el proyectil es guiado a continuación aerodinámicamente por medio de aletas de rotación, dispuestas en la ojiva o "nariz", que se pueden desplegar hacia afuera, de manera que los frenos estabilizados por giro funcionan como superficies elevadoras una vez que están bloqueados en su lugar.

De acuerdo con la presente invención, el método para la corrección de la trayectoria lateral de los proyectiles estabilizados por giro se caracteriza porque el punto deseado de impacto es corregido al influir en la velocidad de giro del proyectil.

De acuerdo con la presente invención, el dispositivo para corregir la trayectoria lateral de proyectiles estabilizados por giro se caracteriza porque el dispositivo, una vez desplegado, afecta a la velocidad de giro del proyectil, y como consecuencia, también a la trayectoria lateral.

La presente invención se define, además, en las reivindicaciones dependientes, y se describe de manera más detallada con referencia a las figuras adjuntas, en las que

la figura 1 muestra el principio básico de la invención, mientras que

las figuras 2-4 muestran un proyectil en representación parcial diagonalmente, visto desde la parte frontal a mayor escala, así como una vista de la parte de la ojiva a la misma escala mayor, respectivamente.

En la figura 1, el elemento (1) indica el lugar de colocación de la pieza de artillería, y el punto (2) es el objetivo que se desea alcanzar. Si el proyectil en cuestión es disparado desde el lugar de despliegue (1) y está dirigido de manera directa al objetivo (2), es decir, según la trayectoria de trazos (3), entonces el efecto aerodinámico anteriormente mencionado proporcionaría al proyectil la desviación de trayectoria (4). El elemento (5) indica que el rayado o ranurado del cañón que se ha utilizado tiene el sentido de las agujas del reloj, lo cual explica el desplazamiento de trayectoria antes mencionado. En la presente invención, el arma es disparada, por el contrario, con el cañón dirigido a lo largo de la línea (6), es decir, claramente a un lado del blanco (2). El efecto aerodinámico del giro tiene entonces como resultado inicialmente la trayectoria (7). En el punto de comprobación (8), se comprueba la posición del proyectil en su trayectoria, y se efectúa una predicción por cálculo del punto del impacto. Tal como se ha mostrado en la figura, sino se toman acciones correctivas (ver la línea de trazos) el punto de impacto tendría lugar en el punto (9), es decir, a un lado del blanco. Un cálculo simultáneo muestra que una desaceleración de la velocidad de giro por el efecto disponible posibilitaría alcanzar el blanco si la desaceleración se activa en el punto (10) de la trayectoria. El dispositivo receptor del proyectil recibe por lo tanto instrucciones para poner en marcha el dispositivo de desaceleración en el punto (10). Después de ello, el proyectil sigue de manera correcta la trayectoria modificada hacia el objetivo (2). Si el cálculo de la trayectoria de predicción después del punto (8) hubiera mostrado que el punto de impacto se encontraría a la izquierda del blanco (2), esto podría haber sido corregido por un incremento en la velocidad de giro del proyectil en cuestión.

Las otras figuras muestran, dos de ellas a diferente escala, un proyectil (12) diseñado según la presente invención y cuya ojiva frontal (13) incorpora cuatro elementos de desaceleración de tipo aletas (14-17) diseñadas de acuerdo con la antes mencionada patente sueca Nº 8301651-9 para retrasar la velocidad del proyectil en su trayectoria y, por lo tanto, reducir su alcance. Estos elementos de desaceleración han sido mostrados en forma desplegada, que es el modo que asumen tan pronto como los topes (no mostrados en las figuras) controlados por el receptor del proyectil libera las aletas de su posición original plegada.

Los elementos (18-21) de desaceleración del giro de la presente invención están situados entre los dispositivos de desaceleración de velocidad (14-17). Los dispositivos de desaceleración de giro (18-21) consisten en aletas desplegables de la ojiva (13) con bordes delanteros agudos que, al presentar el afilado en sentido contrario o en el mismo sentido de giro del proyectil (12), pueden producir un retraso del giro o un incremento del mismo por el efecto propulsor que imparte.

De manera alternativa, el cambio en la velocidad de giro se puede activar inclinando en su conjunto las superficies de las aletas, o posibilitando que éstas pivoten con respecto al ángulo con respecto al flujo de aire que se calcula para conseguir el efecto deseado en la velocidad de giro del proyectil. Los elementos desaceleradores de velocidad anteriormente mencionados (14-17) son también desplegables y controlados por el receptor del proyectil. El despliegue puede ser activado por fuerza del resorte o por fuerza centrífuga.

Otra variante tiene dispositivos de desaceleración similares completamente desplegados inicialmente que afectan la velocidad de giro del proyectil inmediatamente después de haber salido del cañón. En un punto determinado después de la medición de posición del proyectil en la trayectoria, después de lo cual ya no es deseable el efecto de los elementos desaceleradores si el proyectil debe hacer blanco en el objetivo, los desaceleradores son expulsados, por ejemplo, por acción de una pequeña carga propulsora dentro del proyectil o un tope libera los desaceleradores y el flujo de aire y/o fuerza centrífuga los expulsa.

La presente invención no queda restringida a los ejemplos antes mencionados sino que se puede variar dentro del alcance de las reivindicaciones aplicables.

Claims (10)

1. Método para la corrección lateral del punto de impacto de proyectiles (12) estabilizados por giro, en el que se calcula la diferencia de acimut para cada proyectil entre el punto de impacto de predicción calculado a partir de los datos corrientes del proyectil en un punto de comprobación (8), en comparación con sus datos de disparo en forma de velocidad de salida del cañón, se calculan datos de puntería en ángulo horizontal y elevación cuando se dispara, caracterizado porque el punto deseado de impacto (9) es corregido al influir en la velocidad de giro del proyectil.

2. Método, según la reivindicación 1, en el que cada proyectil (12), una vez disparado, es dirigido hacia el lado (6) del blanco (2) opuesto a la desviación lateral (4) iniciada por el propio giro del proyectil (5), después de lo cual la velocidad de giro del proyectil es corregida en base a cálculos que se refieren a la diferencia entre el punto de impacto en el blanco (2) que se ha calculado en acimut y los datos calculados en el punto de comprobación (8) en la trayectoria inicial referente al punto de impacto (9) de predicción, siendo conseguida dicha corrección aumentando o disminuyendo la velocidad de giro del proyectil (12) por medio de aceleradores/desaceleradores de giro (18-21) desplegados desde la ojiva (13) del proyectil (12) para afectar el flujo de aire alrededor de la ojiva del proyectil (12).

3. Método, según se ha reivindicado en el método de la reivindicación 1 ó 2, en el que las correcciones de trayectoria tienen lugar en varios puntos a lo largo de la trayectoria, cada una de ellas después de llevar a cabo mediciones para determinar la posición del proyectil (12) en el punto de comprobación en la trayectoria real, y cálculos subsiguientes del punto futuro real de impacto y la necesidad de corrección para posibilitar un blanco en el objetivo, así como la implementación de las correcciones antes mencionadas reduciendo o incrementando la velocidad de giro del proyectil (12).

4. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la velocidad de giro de cada proyectil (12) desde un punto directamente después de la boca del cañón está sometida a incremento o disminución graduales hasta un punto de la trayectoria en el que este cambio en la velocidad de giro se ha determinado por cálculo que ya no es deseable para conseguir un blanco en el objetivo.

5. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el método de la presente invención para la corrección lateral del proyectil (12) en la trayectoria (7) es combinado con un método ya conocido por el cual la desaceleración de la velocidad del proyectil es utilizada para limitar el alcance del proyectil a un alcance más reducido que aquel en que resultaría normalmente la elevación y velocidad de salida.

6. Dispositivo para posibilitar la corrección lateral del punto de impacto en el blanco (2) para un proyectil (12) estabilizado por giro, que comprende dispositivos para disparar el proyectil en una trayectoria teórica conocida (6) con velocidad, elevación y ángulo horizontal conocidos, así como dispositivos para medir la posición del blanco (2) y para la introducción de datos relevantes para el proyectil (12), como mínimo, en un punto de comprobación predeterminado en la trayectoria (7) junto con un dispositivo para transmitir instrucciones de actuación al proyectil (12) en cuestión, y un dispositivo para recibir las instrucciones de actuación y en el que la sección delantera del proyectil (12) incorpora dispositivos (18-21) desplegables cuando el dispositivo receptor recibe las instrucciones de accionamiento, caracterizado porque dichos dispositivos (18-21) una vez desplegados afectan la velocidad de giro del proyectil (12) y, como consecuencia, también la trayectoria lateral.

7. Dispositivo, según la reivindicación 6, en el que el proyectil (12) incorpora dos pares de dispositivos desplegables dispuestos diametralmente (18-21), estando dispuesto el borde delantero de un par para incrementar la velocidad de giro del proyectil (12), mientras que el otro par está dispuesto para reducir la misma velocidad de giro, siendo desplegable cada uno de dichos pares según instrucciones.

8. Dispositivo, según la reivindicación 6 ó 7, en el que el proyectil (12) incorpora también dispositivos para influir su velocidad en la trayectoria (7) además de dispositivos para influir su velocidad de giro.

9. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que el proyectil (12) incorpora dispositivos (18-21) que afectan inicialmente su velocidad de giro y que, según instrucciones desde un dispositivo incorporado en el proyectil (12), se pueden eliminar mientras el proyectil (12) se encuentra en su trayectoria (7) en ruta hacia el objetivo (2).

10. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que el proyectil (12) incorpora dispositivos (14-21) para influir su propia velocidad de giro y/o velocidad, cuyos dispositivos pueden ser seleccionados entre diferentes funciones opcionales mientras el proyectil (12) se encuentra en su trayectoria, en ruta hacia un objetivo predeterminado (2).