ES2869437T3 - Procedimiento para operar un sistema de armas - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para hacer funcionar un sistema de armas, el cual comprende tanto un arma (3) con un tubo de arma (5) que puede apuntarse en altura y un ordenador de dirección de tiro (6) como, en el estado de carga del arma (3), una munición (7) programable por el ordenador de dirección de tiro (6), en donde la munición (7) contiene una cabeza de combate (10) configurada como proyectil explosivo con espoleta programable que, según su programación, se inicia después del disparo de la munición (7) en un punto de explosión aérea (12, 14) que se pueda prefijar espacialmente en relación con un objetivo en movimiento (8), con las características: a. para establecer la trayectoria de vuelo (13) y el tiempo de graduación de la cabeza de combate (10), además de las mediciones de la distancia al objetivo (Lo) y de la dirección de disparo, se establece también como velocidad longitudinal del objetivo (vz) la componente de velocidad del objetivo (8) dirigida al arma (3); b. para establecer la componente de velocidad del objetivo (8) dirigida al arma (3), se realizan al menos dos mediciones de distancia consecutivas en el tiempo entre el arma (3) y el objetivo móvil (8),y se determina la velocidad longitudinal de objetivo (vz) del objetivo (8) a partir de su diferencia y de la separación en el tiempo entre las mediciones de distancia; c. mediante el ordenador de dirección de tiro (6) se establece por extrapolación, teniendo en cuenta el objetivo (8), la distancia inicial al objetivo (L0), el tiempo de vuelo de la cabeza de combate (10) asociada a la munición (7) y la velocidad longitudinal de objetivo (vz) establecida del objetivo (8), la trayectoria de vuelo corregida y el tiempo de graduación de la cabeza de combate (10), en donde d. la distancia al objetivo extrapolada se obtiene de la distancia inicial al objetivo (L0) y del movimiento del objetivo, calculada a partir del tiempo de vuelo de la cabeza de combate (10) asociada a la munición (7) multiplicado por la velocidad longitudinal de objetivo (vz) del objetivo (8), e. y, a continuación, se apunta el tubo de armas (5) con respecto a su elevación y se programa la espoleta de la cabeza de combate (10) con respecto al tiempo de graduación.
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento para operar un sistema de armas
La presente invención se refiere a procedimiento para operar un sistema de armas, que incluye tanto un arma con un tubo de arma que puede apuntarse en orientación y en altura y un ordenador de dirección de tiro así como, en el estado cargado del arma, una munición programable por la dirección de tiro. A este respecto, la munición contiene una cabeza de combate configurada como proyectil explosivo con espoleta programable que, de forma correspondiente a su programación, después de dispararse la munición, se activa en un punto de explosión aérea prefijable espacialmente, en relación con un un objetivo en movimiento.
La invención también se refiere a un sistema de armas para llevar a cabo este procedimiento. A este respecto, la altura y la distancia del punto de explosión aérea en relación con el objetivo se elegirán de tal manera, que la metralla generada en la detonación de la cabeza de combate tenga un efecto óptimo en el objetivo.
Por ejemplo, el arma del sistema de armas puede ser la instalación de armas de un carro de combate CC y la munición, por ejemplo, la munición explosiva programable que funciona en el modo de "punto de explosión aérea", que se utiliza en las Fuerzas Armadas alemanas con el nombre DM 11 (véase, por ejemplo, el artículo "detalle de tanques - munición 120 mm cañón de Rheinmetall" en Internet: http://www.kotsch88.de/m_120_mm.htm (19.03.2013).
En el caso del procedimiento para el funcionamiento de sistemas de armas de CC conocidos, el ordenador de la dirección de tiro del sistema de dirección de tiro del respectivo carro de combate suele calcular a partir de la dirección del arma en relación con el objetivo, de la distancia objetivo, de los datos balísticos específicos de la munición (tabla de tiro), de la temperatura de la carga de propulsión de la munición, así como de la velocidad de salida de la cabeza de combate y de la inclinación del carro de de combate en el terreno, la elevación y la dirección lateral del tubo de armas así como el tiempo de graduación de la espoleta de la munición. A menudo también se tiene en cuenta el viento cruzado que actúa sobre la cabeza de combate. A continuación, el ordenador de la dirección de tiro produce, mediante los correspondientes accionamientos de ajuste, un apuntamiento del tubo del arma y una transferencia de los datos (tiempo de graduación) a la espoleta programable de la cabeza de combate.
En el caso de los objetivos que se desplazan a alta velocidad hacia o desde el arma, los procedimientos conocidos son relativamente inexactos, ya que no se tiene en cuenta la velocidad del objetivo para calcular el tiempo de vuelo de la cabeza de combate.
Del documento EP 1452825 B1se conoce un procedimiento para hacer funcionar un sistema de armas en el que, para determinar un punto de explosión aérea de los ordenadores de la dirección de tiro, se determina primero la elevación del tubo del arma y el momento de ignición de la cabeza de combate mediante una velocidad inicial calculada de la cabeza de combate de la munición cargada. El cálculo previo puede realizarse antes de medir la velocidad inicial real. Una vez que la munición ha sido disparada, se mide la velocidad inicial real de la cabeza de combate correspondiente y se determina el tiempo de graduación a programar para la siguiente cabeza de combate que se vaya a disparar, teniendo en cuenta la velocidad inicial medida.
En este documento también se menciona que, en el caso de objetivos que se mueven rápidamente, debería tenerse en cuenta la velocidad del objetivo respectivo para determinar la duración de vuelo de la cabeza de combate hasta que se alcance el punto de explosión aérea, pero no puede extraerse de este documento ninguna información sobre cómo se podría llevar a cabo dicha operación.
El documento US 5,814,755 A describe un procedimiento para calcular el tiempo de fragmentación de un proyectil programable, en donde se utiliza al menos una distancia de impacto determinada a partir de los datos del sensor a un objeto objetivo, una velocidad de proyectil medida en la boca de un tubo del arma y una distancia de fragmentación óptima prefijable entre un punto de impacto y un punto de fragmentación del proyectil. La ventaja del procedimiento propuesto se ve en el hecho de que una distancia de fragmentación dada es independiente de la velocidad actual medida del proyectil. El factor de corrección propuesto para la corrección del tiempo de fragmentación se basa en los elementos de tiro del punto de impacto para el control del arma. Un dispositivo que lleva a cabo el procedimiento incluye una dirección de tiro y un cañón, en donde la dirección de tiro presenta un sensor de exploración para el descubrimiento del objetivo y un sensor de seguimiento conectado al mismo para detectar el objetivo, el seguimiento del objetivo en 3-D y la medición del objetivo en 3-D. También incluye un ordenador de la dirección de tiro. Un filtro principal transfiere los datos del objetivo en 3-D recibidos del sensor de seguimiento a una unidad de cálculo de corrección en forma de datos de objetivo estimados, como la posición, la velocidad, la aceleración, etc. La unidad de cálculo de corrección calcula, a partir de una velocidad de corrección y de los datos de objetivo (estimados), una distancia de impacto. Por ejemplo, la velocidad de corrección se determina a partir de la media de un número de velocidades medidas alimentadas a través de la transmisión de datos, que no se corresponde con la velocidad medida actualmente. La unidad de cálculo de corrección determina un ángulo del cañón correspondiente del azimut y de la elevación.
La invención se basa en la tarea de especificar un procedimiento del tipo mencionado al comienzo, que permita determinar con gran precisión el punto de explosión aérea óptimo y, por lo tanto, el tiempo de graduación de la espoleta
programare, incluso cuando el objetivo se mueve hacia el o se aleja del sistema de armas a gran velocidad. La invención también pretende revelar un sistema de armas específico para CCp, para llevar a cabo el procedimiento. Esta tarea se resuelve, conforme a la invención, mediante las características de la reivindicación 1 y, en cuanto al sistema de armas, mediante las características de la reivindicación 5. Otras conformaciones particularmente beneficiosas de la invención son reveladas por las reivindicaciones dependientes.
Se pretende establecer un procedimiento, que pueda aplicarse a objetivos de alta velocidad, especialmente en el caso de partes de movimiento del movimiento del objetivo en la dirección del disparo.
La invención se basa esencialmente en la idea de tener en cuenta, además de las mediciones de la distancia al objetivo, de la dirección del disparo, del viento transversal y del movimiento del arma, etc. también el componente de velocidad del objetivo (velocidad longitudinal vz en la dirección de observación), para determinar la trayectoria de vuelo y el momento de encendido de la cabeza de combate. A tal fin, se efectuarán al menos dos mediciones de distancia consecutivas entre el arma y el objetivo móvil y se determinará la velocidad del objetivo a partir de la diferencia entre las mismas y de la separación en tiempo entre las mediciones de distancia. Antes del disparo, el ordenado de la dirección de tiro, teniendo en cuenta el objetivo, la distancia actual, el tiempo de vuelo y la velocidad medida del objetivo, se determina la trayectoria corregida y el tiempo de graduación por extrapolación y, a continuación, se apunta el tubo del arma en cuanto a su elevación, y se programa la espoleta en cuanto a al momento exacto de encendido de la cabeza de combate. De este modo, la distancia al objetivo extrapolada se obtiene a partir de la velocidad inicial (distancia actual) y del movimiento del objetivo, calculada a partir del tiempo de vuelo multiplicado por la velocidad longitudinal del objetivo. Por lo tanto, la nueva distancia resulta por lo tanto de la distancia actual más tiempo de vuelo actual como velocidad longitudinal del objetivo. El nuevo tiempo de vuelo se determina a partir de la tabla de tiro y de la nueva distancia. Con la distancia al objetivo extrapolada se vuelven a calcular la trayectoria de vuelo y el tiempo de graduación, y se calcula mejor el tiempo de graduación en el caso de los objetivos en movimiento (móviles).
No es necesaria una medición continua de distancia. Es decir, durante el proceso de puntería se realiza la medición de distancia.
El procedimiento supone una mejora de la precisión de impacto de un CC en el caso de objetivos de movimiento rápido, debido a la determinación de la velocidad longitudinal del objetivo, a la consideración de la velocidad determinada y, de forma preferida, a la consideración de la velocidad del viento longitudinal. La componente de viento longitudinal puede ser consultada, por ejemplo, a una estación meteorológica existente en el entorno o que se instale.
Puede lograrse un mayor aumento de la precisión para determinar el tiempo de graduación de la cabeza de combate, por medio de que además de la velocidad del objetivo, la componente de velocidad del viento se mida en la dirección del eje de conexión entre arma y objetivo y, a continuación, la utilice el ordenador de la dirección de tiro para calcular la elevación del tubo del arma y el momento de ignición de la cabeza de combate.
Más detalles y ventajas de la invención se derivan del siguiente ejemplo de ejecución, explicado en base a dos figuras. Aquí muestran:
La figura 1 un carro de combate, que dispara contra un objetivo que se aproxima rápidamente, una vez con el procedimiento convencional y otra con arreglo al procedimiento conforme a la invención.
La figura 2 la vista esquemática de un sistema de armas, que permite realizar el procedimiento conforme a la invención.
En la figura 1, con 1 se designa un carro de combate que incluye un sistema de armas 2, representado esquemáticamente como diagrama en bloques en la figura 2.
El sistema de armas 2 incluye un arma 3 con un tubo de arma 5 que puede apuntarse en altura con unos accionamientos de ajuste 4 correspondientes y un ordenador de dirección de tiro 6 con un dispositivo de mando 6'. Además, en el estado de carga del arma 3, en el tubo del arma 5 se encuentra una munición 7 programable mediante el ordenador de dirección de tiro 6.
Con el sistema de armas 2, en el ejemplo de ejecución representado en la figura 1, se pretende disparar como objetivo 8 contra una lancha de desembarco que, por ejemplo, se desplaza en el agua a alta velocidad hacia el carro de combate 1 situado, por ejemplo, en una playa.
Con 9, en figura 1, se designa la primera trayectoria de la cabeza de combate 10 asignada a la munición 7, como se desprende de la aplicación de un procedimiento convencional. Dado que en este caso no se tiene en cuenta la velocidad del objetivo 8 en dirección al sistema de armas 2, se obtiene de la primera distancia al objetivo Lo establecida poco antes del disparo mediante un telémetro láser 11 y los intervalos prefijados en relación al objetivo 8, de un punto de explosión aérea óptimo, el primer punto de explosión aérea marcado en la figura 1 con 12.
Debido al rápido movimiento del objetivo 8 hacia el sistema de armas 2, el objetivo 8, en la detonación de la cabeza de combate 10, ya se encuentra sin embargo realmente a una distancia L1 del sistema de armas 2, que está tan alejada del primer punto de explosión aérea 12, que la cabeza de combate 10 no ejerce ningún efecto, o sólo un efecto pequeño, sobre el objetivo 8.
Ahora se prevé conforme a la invención, que la componente de velocidad del objetivo 8 en dirección al sistema de armas 2 se utilice también para determinar la elevación del tubo del arma 5 y el tiempo de graduación de la munición programable 7, de modo que, en lugar de la primera trayectoria de vuelo, designada con 9, se obtiene una segunda trayectoria de vuelo (corregida) de la cabeza de combate 10, designada con 13. La segunda trayectoria de vuelo 13 y el tiempo de graduación de la espoleta de la cabeza de combate 10 se han elegido a este respecto de tal manera, que el segundo punto óptimo de explosión aérea de 14 se encuentra por delante y por encima del objetivo 8 que se aproxima.
A tal fin, se determinará la velocidad longitudinal vz del objetivo 8 que se acerca al sistema de armas 2, a partir de al menos dos mediciones consecutivas de distancia, utilizando el telémetro láser 11. Con ayuda de esta velocidad longitudinal vz, el ordenador de la dirección de tiro 6 puede calcular, a partir de la distancia inicial al objetivo L0, la segunda distancia al objetivo L1 (extrapolada, real) (se aplica aproximadamente: L-f L0- vz. At, en donde At es la separación en el tiempo de las mediciones de distancia al objetivo).
A partir del cálculo previo de la posición del punto de explosión aérea óptimo 14 en relación con el objetivo 8 (paralaje X; paralaje H), el ordenador de la dirección de tiro 6 determina después la elevación del tubo del arma 5 y el tiempo de graduación de la espoleta de la munición programable, y transmite los datos correspondientes a los accionamientos de ajuste 4 y a la munición 7 antes de su disparo.
La invención no está limitada al ejemplo de ejecución descrito anteriormente. Por ejemplo, de esta forma puede preverse que el ordenador de la dirección de tiro 6 tenga en cuenta también la velocidad del viento que actúa sobre el objetivo 8 al calcular los datos para el apuntamiento del tubo del arma y el tiempo de graduación. Para ello, el ordenador de la dirección de tiro 6 está conectado a un sensor 15 para la determinación de la componente de velocidad del viento orientada con relación al arma 3 o a una posibilidad correspondiente de entrada de datos para velocidades del viento establecidas exteriormente (figura 2).
Lista de símbolos de referencia
1 Carro de combate
2 Sistema de armas
3 Arma
4 Accionamiento de ajuste
5 Tubo del arma
6 Ordenador de la dirección de tiro
6 " Dispositivo de mando
7 Munición
8 Objetivo
9 (Primera) trayectoria de vuelo
10 Cabeza de combate
11 Telémetro láser
12 (Primer) punto de explosión aérea
13 (Segunda) trayectoria de vuelo
14 (Segundo) punto de explosión aérea
15 Sensor
L0 (Primera) distancia al objetivo
L1 (Segunda) distancia al objetivo
vz Velocidad longitudinal
Claims (6)
1.- Procedimiento para hacer funcionar un sistema de armas, el cual comprende tanto un arma (3) con un tubo de arma (5) que puede apuntarse en altura y un ordenador de dirección de tiro (6) como, en el estado de carga del arma (3), una munición (7) programable por el ordenador de dirección de tiro (6), en donde la munición (7) contiene una cabeza de combate (10) configurada como proyectil explosivo con espoleta programable que, según su programación, se inicia después del disparo de la munición (7) en un punto de explosión aérea (12, 14) que se pueda prefijar espacialmente en relación con un objetivo en movimiento (8), con las características:
a. para establecer la trayectoria de vuelo (13) y el tiempo de graduación de la cabeza de combate (10), además de las mediciones de la distancia al objetivo (Lo) y de la dirección de disparo, se establece también como velocidad longitudinal del objetivo (vz) la componente de velocidad del objetivo (8) dirigida al arma (3);
b. para establecer la componente de velocidad del objetivo (8) dirigida al arma (3), se realizan al menos dos mediciones de distancia consecutivas en el tiempo entre el arma (3) y el objetivo móvil (8),y se determina la velocidad longitudinal de objetivo (vz) del objetivo (8) a partir de su diferencia y de la separación en el tiempo entre las mediciones de distancia;
c. mediante el ordenador de dirección de tiro (6) se establece por extrapolación, teniendo en cuenta el objetivo (8), la distancia inicial al objetivo (L0), el tiempo de vuelo de la cabeza de combate (10) asociada a la munición (7) y la velocidad longitudinal de objetivo (vz) establecida del objetivo (8), la trayectoria de vuelo corregida y el tiempo de graduación de la cabeza de combate (10), en donde
d. la distancia al objetivo extrapolada se obtiene de la distancia inicial al objetivo (L0) y del movimiento del objetivo, calculada a partir del tiempo de vuelo de la cabeza de combate (10) asociada a la munición (7) multiplicado por la velocidad longitudinal de objetivo (vz) del objetivo (8),
e. y, a continuación, se apunta el tubo de armas (5) con respecto a su elevación y se programa la espoleta de la cabeza de combate (10) con respecto al tiempo de graduación.
2 .- Procedimiento según la reivindicación 1, en donde, además de la componente de velocidad del objetivo (8), también se establece la componente de viento dirigida al arma (3) y se utiliza por el ordenador de dirección de tiro (6) para establecer la trayectoria de vuelo y el momento de encendido de la cabeza de combate (10).
3. - Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en donde se establece la distancia actual entre el arma (3) y el objetivo (8) inmediatamente antes del disparo.
4. - Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la trayectoria de vuelo corregida y el tiempo de graduación de la espoleta de la cabeza de combate (10) son elegidos de tal manera, que un segundo punto de explosión aérea óptimo (14) está situado por delante del objetivo (8) que se aproxima y por encima del mismo.
5. - Sistema de armas que comprende un arma (3), un telémetro láser (11) y un ordenador de dirección de tiro (6), que está conectado al telémetro láser (11), caracterizado porque el ordenador de dirección de tiro (6) está diseñado para llevar a cabo el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4.
6. - Sistema de armas según la reivindicación 5, que comprende además un sensor, que está conectado al ordenador de dirección de tiro y que mide las componentes de la velocidad del viento dirigidas al arma (3), en donde el ordenador de dirección de tiro (6) está diseñado de tal manera, que se tienen en cuenta las componentes de la velocidad del viento a la hora de establecer la trayectoria de vuelo (13) y el tiempo de graduación de la cabeza de combate (10).
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