ES2565485T3 - Procedimiento y dispositivo para la programación de un proyectil - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para la programación de un proyectil Download PDF

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ES2565485T3 ES11705150.8T ES11705150T ES2565485T3 ES 2565485 T3 ES2565485 T3 ES 2565485T3 ES 11705150 T ES11705150 T ES 11705150T ES 2565485 T3 ES2565485 T3 ES 2565485T3
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Abstract

Un procedimiento para la programación de un proyectil (5) durante el paso por el cañón del arma (7), un freno de boca (6) o similar mediante una unidad de programación (1), con las etapas: - la programación se realiza durante el paso por una guía de ondas (2), que se hace funcionar por debajo de la frecuencia de ruptura del modo de guía de ondas (TE, TM) correspondiente, - un generador de señales (4) suministra una señal con una frecuencia constante (f1), que se hace funcionar por debajo la frecuencia de ruptura más baja de la guía de ondas (2), - una información necesaria para la programación se aplica por modulación a la portadora de la frecuencia (f1) en un modulador (18) y se aplica al proyectil (5).

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento y dispositivo para la programacion de un proyectil
La invencion se refiere a la problematica de la programacion de un proyectil durante el paso por el canon y/o el paso por el freno de boca. El dispositivo relacionado con ello es ademas adecuado para una medicion de la Vo asf como, para completar, tambien para una transmision de ene^a al proyectil.
Para las municiones programables deben indicarse informaciones al proyectil, p.ej. respecto a su tiempo de detonacion y/o trayectoria de vuelo, es decir, se deben programar en el mismo. En sistemas en los que tiempo de detonacion se calcula a partir de la velocidad en la boca Vo medida, la informacion no puede transmitirse hasta llegar el proyectil a la boca y/o durante el vuelo. Al realizarse la programacion aun antes de la salida del canon del arma, el proyectil pasa por regla general volando por una unidad de programacion con la velocidad en la boca Vo y se encuentra por lo tanto en un movimiento relativo respecto a la unidad de programacion.
En el documento CH 691 143 A5 esta descrita una unidad de programacion conocida. Con ayuda de una bobina de transmision se transmiten de forma inductiva las informaciones a traves de una bobina antagonista en el interior/exterior del proyectil. Esta unidad de programacion presenta una estructura maciza, lo que puede tener un efecto negativo en la pieza de artillena por la masa y el par. Al mismo tiempo, una bobina de transmision no blindada de la unidad de programacion puede conducir a una radiacion no deseada, puesto que la bobina actua tambien como antena. La senal radiada puede ser detectada pudiendo llegarse a partir de la misma a conclusiones respecto al emplazamiento de la pieza de artillena.
Por el documento WO 2009/085064 A2 se conoce un procedimiento en el que la programacion se realiza mediante el envfo de rayos de luz que siguen el proyectil. Para ello, el proyectil presenta sensores opticos en la circunferencia.
La patente de Estados Unidos n.° US 5.894.102 A da a conocer un procedimiento asf como un dispositivo para la transmision de datos a una espoleta programable durante el paso de un proyectil por un canon del arma. Para ello, la instalacion de direccion de tiro calcula la velocidad en la boca del proyectil y temporiza con esta informacion el proyectil, para lo que la instalacion de direccion de tiro envfa una senal al proyectil. El dispositivo comprende un dispositivo de ignicion autocorrector. Este se encuentra en parte en el arma y en parte en el sistema electronico de ignicion del proyectil. Deben corregirse errores de transmision. Para ello, estos datos calculados se convierten en un codificador en forma de una palabra de datos de bits y se transmiten a un modulador. En el modulador se produce la modulacion de amplitudes de una frecuencia portadora para la transmision de estos datos de control codificados. Esta senal modulada se envfa al proyectil y se desmodula allf. La transmision se realiza mediante una bobina en la prolongacion de la boca. En el lado del proyectil se descodifica la senal y se compara con la senal de ignicion calculada. En caso de una transmision incorrecta, se corrige la senal de ignicion.
El documento DE 10 2009 024 508 A1 no anteriormente publicado se refiere a un procedimiento para la correccion de la trayectoria de vuelo de una municion dirigida en fase final, especialmente con la direccion de proyectil de estos proyectiles o municiones en el ambito del calibre medio. Aqu se propone dirigirse por separado a cada uno de los proyectiles despues de un disparo (disparos continuos, disparos individuales rapidos) y transmitir durante este proceso informaciones adicionales para el proyectil individual para la direccion del campo magnetico terrestre. La direccion del proyectil se realiza basandose en el principio del guiado por haz de proyectiles. Cada proyectil lee aqu solo el haz de grna previsto para el proyectil y puede determinar con ayuda de otras informaciones su inclinacion longitudinal absoluta en el espacio, para llegar asf al disparo correcto del impulso de correccion
El experto conoce posibilidades de transmision alternativas, por ejemplo mediante transmisor de microondas, entre otros documentos por el documento EP 1 726 911 A1.
Por lo tanto, la programacion es tecnicamente posible durante el vuelo, pero tambien esta sometida a interferencias sencillas.
La invencion tiene el objetivo de crear un sistema que permita una programacion optima con una estructura sencilla. El objetivo se consigue mediante las caractensticas de la reivindicacion 1 u 8.
En las reivindicaciones dependientes se indican realizaciones ventajosas.
La invencion parte de la idea de realizar la programacion de forma inductiva y/o capacitiva durante el paso del proyectil por el canon del arma o el freno de boca. Se propone usar para la programacion una grna de ondas, puesto que el campo electromagnetico esta concentrado en una grna de ondas.
El uso de una grna de ondas por debajo de la frecuencia de ruptura para la medicion de la velocidad en la boca de un proyectil o similares ya se conoce por el documento DE 10 2006 058 375 A. Este propone usar el canon del arma o el tubo de lanzamiento y/o partes del freno de boca como grna de ondas (se considera una grna de ondas un tubo con una forma de seccion transversal caractenstica, que tiene una pared con una conductividad electrica muy buena. Tecnicamente extendidas son sobre todo las grnas de ondas rectangulares y circulares), aunque las mismas
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se hacen funcionar por debajo de la frecuencia de ruptura del modo de la grna de ondas en cuestion. El documento WO 2009/141055 A desarrolla esta idea y combina dos metodos de medicion de la medicion de la Vo entre sl
La grna de ondas se usa ahora no (solo) para la medicion de la Vo sino que se usa de acuerdo con la invencion para la programacion. Ademas de la grna de ondas, el sistema de programacion o el dispositivo de programacion presentan un acoplador de transmision para la programacion, que es alimentado por un generador de senales. El proyectil a programar tiene para la programacion un acoplador de recepcion, que esta conectado funcionalmente con el acoplador de transmision. En el proyectil se encuentra ademas al menos un procesador programable, que usa la senal captada por el acoplador de recepcion y programa el proyectil. En una realizacion preferible, la programacion puede comprobarse con ayuda de una senal de control de un acoplador de recepcion conectado funcionalmente con la grna de ondas.
La grna de ondas para la programacion puede ser el canon del arma, el freno de boca o una pieza adicional entre el extremo del canon del arma y el principio del freno de boca o tambien puede fijarse en el extremo del freno de boca. Ha mostrado ser preferible una integracion en la zona delante de la boca del freno de boca, cuando tambien esta prevista por ejemplo una transmision de energfa al proyectil.
El generador de senales (p.ej. oscilador) suministra, al igual que para la medicion de la Vo, una senal con una frecuencia media constante, que se hace funcionar por debajo de la frecuencia de ruptura mas baja de la grna de ondas. Por la geometna y el tipo del acoplador de transmision (bobina, dipolo, etc.) se excitan varios modos de grna de ondas (TEmn con m = 0, 1, 2... y n = 1, 2, 3...). El generador de senales genera o una portadora en el modo continuo (modo CW) o una senal modulada.
Si esta previsto realizar con ayuda de la grna de ondas o con otra grna de ondas la medicion de la V0, la programacion debe tener lugar despues de la medicion de la V0. Aqu tambien ha resultado ser preferible integrar la grna de ondas detras del freno de boca para la programacion.
La velocidad en la boca V0 propiamente dicha puede medirse o determinarse preferentemente delante y/o detras del proyectil. En la medicion delante del proyectil se tiene en cuenta el hecho de que la punta del proyectil influye en el campo electromagnetico al pasar por la grna de ondas. En la medicion detras del proyectil, se aprovecha la superficie sustancialmente lisa o plana del fondo, por lo que la medicion se realiza independientemente de la forma de la punta del proyectil. Aqm, el fondo influye en el campo electromagnetico. Esta modificacion correspondiente es detectada por un acoplador de recepcion y se alimenta a un dispositivo de evaluacion. Un procedimiento de este tipo se conoce por el documento WO 2009/141055 A1. La distancia entre un acoplador de transmision, que recibe a su vez las senales del oscilador, y el acoplador de recepcion es variable y puede elegirse individualmente segun la seleccion del modo de la grna de ondas, aunque depende del calibre, la medida interior de la grna de ondas, asf como de la frecuencia.
El dispositivo puede ser completado ademas con un sistema de transmision de energfa o puede combinarse con este. Para municiones programables, debe proporcionarse energfa al proyectil para el sistema electronico integrado en el mismo y para iniciar la cadena de ignicion. La transmision se realiza preferentemente de forma inductiva y/o capacitiva, para lo que puede usarse la grna de ondas. Para la transmision de energfa se usa un acoplador de transmision ya existente u otro adicional, que solicita un sensor en el proyectil con la energfa necesaria en forma de una tercera frecuencia, que carga a su vez un acumulador electricamente conectado con el sensor. La transmision de energfa debe realizarse a su vez antes de la programacion, de modo que ha resultado ser preferible que para la programacion la grna de ondas se fije en el extremo del freno de boca, siendo gracias a ello suficiente la distancia entre la transmision de energfa y la programacion para realizar la programacion.
Gracias a la concentracion de campo en la grna de ondas se necesita menos energfa de alimentacion para la relacion senal a ruido (S/N) necesaria. Gracias a elegir la frecuencia por debajo de la frecuencia de ruptura, solo existe una radiacion reducida al exterior, por lo que la programacion es mas resistente a interferencias.
La invencion se explicara mas detalladamente con ayuda de un ejemplo de realizacion con un dibujo. Muestran en una representacion a modo de esbozo:
La Figura 1 una unidad de programacion,
La Figura 2 un diagrama del proceso para ilustrar la secuencia de la programacion,
La Figura 3 una ampliacion del dispositivo con una medicion, asf como con un dispositivo de transmision de
energfa.
La Figura 1 muestra una unidad de programacion o un dispositivo de programacion 1. La unidad de programacion 1 esta formada por al menos una grna de ondas 2 o tramo(s) de una grna de ondas, asf como al menos por un acoplador de transmision 3, que es alimentado con una frecuencia f desde un oscilador 4. Con 5 se designa un proyectil, al que debe aplicarse la informacion necesaria, p.ej. el tiempo de fragmentacion, al pasar por la unidad de programacion. La grna de ondas 2 puede estar dispuesta a continuacion de un freno de boca 6 (si existe) (visto en la direccion de tiro) o entre el freno de boca 6 y un canon del arma 7 (vease la Figura 4, similar al dispositivo para una
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transmision de ene^a, cuando esta no esta integrada).
El funcionamiento o el procedimiento para la programacion es el siguiente:
La senal con la frecuencia fi se encuentra por debajo de la frecuencia de ruptura del modo de grna de ondas correspondiente. Para que la programacion sea independiente de la magnitud de la velocidad en la boca Vo, la frecuencia debena ser > 0 Hz. Esto hace que la Vo de proyectiles lentos pero tambien rapidos no influya en la programacion. La portadora de la frecuencia fi se modula con la informacion (18), la senal modulada se conduce a continuacion al acoplador de transmision 3. El acoplador de transmision 3 excita o estimula ahora el campo electromagnetico correspondiente en la grna de ondas 2. Si el proyectil 5 pasa por la grna de ondas 2, el proyectil 5 recibe la senal sin contacto con un acoplamiento capacitivo y/o inductivo mediante un acoplador de recepcion 8 que se encuentra en el proyectil 5. Aqu son adecuados, por ejemplo, una bobina en el proyectil 5, un dipolo integrado en el interior / exterior del proyectil 5, pero tambien una antena ranurada (la(s) ranura(s) estan integrada(s) en la superficie) etc. En el proyectil 5 esta conectado electricamente un procesador 19 o similares con el acoplador de recepcion 8, realizando este procesador la programacion en el proyectil 5.
Una senal de control recibida por un acoplador de recepcion 9 que se encuentra en el interior/exterior de la grna de ondas 2 y enviado por un dispositivo de recepcion 10 conectado con el acoplador 9 puede usarse para el control de la programacion, aunque solo es necesaria en determinadas condiciones, de modo que tambien podna renunciarse a este control. La Figura 2 muestra en una vision global la secuencia de esta programacion.
En una variante, la programacion puede combinarse con una transmision de energfa y/o una medicion de la Vo. Esto se muestra en la Figura 3.
Las frecuencias f2 y f3 se optimizan preferentemente para la medicion de la Vo, y tambien para la transmision de energfa, si las frecuencias usadas para la medicion y tambien para la transmision de energfa ya son optimas (la misma f2 = f3).
Puesto que la programacion tiene lugar despues de una medicion de la Vo, p.ej. mediante un dispositivo 20 y una transmision de energfa mediante la unidad de transmision de energfa 21, los componentes (acopladores) para la medicion y la transmision debenan estar integrados en el interior del dispositivo de medicion y programacion delante de la grna de ondas 2 de la programacion visto en la direccion de movimiento del proyectil. Ha dado buenos resultados una disposicion en la que se integra una grna de ondas 11 adicional entre el canon del arma 7 y un freno de boca 2 existente. Este ultimo forma parte del dispositivo 2o y de la unidad 21.
Cuando el proyectil 5 pasa por la grna de ondas 11, se mide de forma conocida la velocidad en la boca Vo mediante el acoplador de transmision 12 y el acoplador de recepcion 13. Para ello, un generador de senales 22 alimenta la frecuencia f2 al acoplador de transmision 12. La senal de recepcion necesaria para la medicion es recibida por el acoplador de recepcion 13 y se transmite a una unidad de evaluacion 16. La velocidad en la boca determinada a partir de ello puede alimentarse a la unidad de programacion 1 y puede aplicarse por modulacion mediante el modulador 18 como senal de informacion a la portadora con la frecuencia f|.
Para la transmision de energfa adicional, el proyectil 5 tiene un sensor 14, que recibe la senal con la frecuencia f3 de otro generador de senales 23 y que carga un acumulador 15 en el proyectil 5. Al pasar volando, el proyectil 5 recibe la cantidad necesaria de energfa, de modo que el acumulador 15 esta cargado despues de salir de la grna de ondas o del tramo de la grna de ondas 11. Puede usarse el mismo acoplador de transmision 12, aunque para la transmision de energfa es alimentado preferentemente por otro generador de senales 17.
La medicion de la Vo puede realizarse antes y/o despues de la transmision de energfa. No obstante, los dos procedimientos han de realizarse antes de la programacion.

Claims (12)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento para la programacion de un proyectil (5) durante el paso por el canon del arma (7), un freno de boca (6) o similar mediante una unidad de programacion (1), con las etapas:
    - la programacion se realiza durante el paso por una gma de ondas (2), que se hace funcionar por debajo de la frecuencia de ruptura del modo de gma de ondas (TE, TM) correspondiente,
    - un generador de senales (4) suministra una senal con una frecuencia constante (fi), que se hace funcionar por debajo la frecuencia de ruptura mas baja de la gma de ondas (2),
    - una informacion necesaria para la programacion se aplica por modulacion a la portadora de la frecuencia (fi) en un modulador (18) y se aplica al proyectil (5).
  2. 2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque en la gma de ondas (2, 11) se realiza una medicion de la Vo del proyectil (5) mediante una frecuencia (f2) generada para la medicion, teniendo lugar esta medicion, no obstante, antes de la programacion.
  3. 3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado porque la velocidad en la boca (Vo) asf determinada se alimenta a la unidad de programacion (1) y puede aplicarse por modulacion a la portadora de la frecuencia (fi) como senal de informacion mediante el modulador (18).
  4. 4. El procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado porque se excita el campo electromagnetico correspondiente en la gma de ondas (2, 11), de modo que la frecuencia (f2) puede ser reflejada en el proyectil (5) y puede ser evaluada.
  5. 5. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en la gma de ondas (2, 11) puede tener lugar una transmision de energfa al proyectil (5) mediante una frecuencia (f3) generada para la transmision de energfa.
  6. 6. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las frecuencias (f1 -3) son > 0 Hz.
  7. 7. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque por la geometna y el tipo de un acoplador de transmision (3) se excitan varios modos de gma de ondas (TE).
  8. 8. Un dispositivo para la programacion de un proyectil (5) durante el paso por un canon del arma (7), freno de boca (6) o similar mediante una unidad de programacion (1) con las caractensticas:
    - la unidad de programacion (1) comprende al menos una gma de ondas (2) para fines de programacion, que puede ser el canon del arma (7), el freno de boca (6) o una pieza adicional entre el extremo del canon del arma (7) y el principio del freno de boca (6) o que esta fijado adicionalmente en el extremo del freno de boca (6) y que se hace funcionar por debajo de la frecuencia de ruptura del modo de gma de ondas (TE, TM) correspondiente,
    - al menos un acoplador de transmision (3) que es alimentado por un generador de senales (4) con una frecuencia (f1),
    - al menos un modulador (18), en el que las informaciones previstas para el proyectil (5) se aplican por modulacion a la portadora de la frecuencia (f1), asf como
    - al menos un acoplador de recepcion (8) integrado en el exterior/interior del proyectil (5), que esta electricamente conectado con un acumulador o un procesador (19) en el proyectil (5).
  9. 9. El dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizado porque el acoplador de recepcion (8) puede ser una bobina en el proyectil (5), un dipolo integrado en el interior/exterior del proyectil (5) y/o una antena ranurada.
  10. 10. El dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado porque estan integrados adicionalmente un acoplador de recepcion (9) asf como un dispositivo de recepcion (10) conectado con el acoplador (9), cuya senal puede ser usada como senal de control para controlar la programacion.
  11. 11. El dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizado porque, delante del dispositivo de programacion (1), unos subconjuntos (12, 13, 22, 23), como un acoplador de transmision (12), un acoplador de recepcion (13) y unos generadores de senales (22, 23) estan integrados en un dispositivo de medicion (20) y/o una unidad de transmision de energfa (21) para una medicion de la V0 y/o una transmision de energfa, que comprenden ademas una gma de ondas (11), preferentemente comun.
  12. 12. El dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 11, caracterizado porque el proyectil (5) presenta para la transmision de energfa un sensor (14), que recibe la senal con la frecuencia (f3) del generador de senales (23) y carga un acumulador (15) en el proyectil (5).
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