JP2004354385A - 発射体の砲口速度を決定する装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、Ｖ０計測を実行する装置と方法を提案することであり、これを用いて既知の１つのコイル装置および２つのコイル装置の欠点を避ける。
【解決手段】 砲身（１１）を出るときの発射体（１）の砲口速度（Ｖ０）を決定する装置（１０）と方法。上記装置（１０）は、出る前の領域の砲身（１１）の長手方向の軸（１１．１）のまわりに位置されるコイル（１２）および上記コイル（１２）に電流（Ｉ）を加え磁界（Ｈ）を生成する電源装置（１５）を含む。上記装置（１０）は、コイル（１２）上の、発射体（１）がコイル（１２）の磁界を通過する間に、誘起される電圧パルスを読み取る解析装置（１６）を追加的に含む。電圧パルスの２つのあらかじめ決められた点が検知され、その２点間の時間間隔が決定され、発射体（１）の砲口速度（Ｖ０）が時間間隔から計算される。
【選択図】図１

Description

本発明は、発射体の砲口速度を決定する装置、および方法に関する。

発射体の砲口速度は、砲術では典型的にＶ０またはＶ０速度という。これは、砲身から発射される発射体がその弾道上を動き、砲身に相対的に砲身を出る時の速度である。

本明細書の構成では、用語「砲身」は大砲とロケット発射管の両方を意味すると理解されるべきである。用語「発射体」は砲身から発射できる全てのミサイル、すなわち弾道発射体および少なくとも部分的に自己推進の発射体として理解されるべきである。弾道発射体は、衝突に際して爆発する典型的な砲弾だけでなく、例えば飛行中に爆発する設定可能および／またはプログラム可能な砲弾としても理解される。上記発射体はスピンで安定化してもよくおよび／またはフィンで安定化してもよい。上記発射体は、例えば、弾底板砲弾として、複数の第２の砲弾を誘導する複数の第１の砲弾として、または、芯と覆い部をもつ練習砲弾として実現されてもよい。

例えば、滞空時間、射距離、および衝突位置はＶ０速度の関数である。しかし、砲口速度Ｖ０を正確に知ることは、プログラム可能な発射体に関連して、特に重要である。なぜなら、所望する武器の効果を達成するという目的のための発射体へのプログラミングコードの送信の時点は、上記砲口速度Ｖ０の関数だからである。また上記砲口速度Ｖ０は、推進火薬の重量と温度の関数でもある。

理論上の砲口速度Ｖ０（ｔｈｅｏｒ）は、もし、発射される武器および／または砲身および発射体に関するこの点に関する全てのデータが知られている場合、コンピュータを使用して計算できる。現実には、とりわけ、武器および／または砲身および発射体の両方が、上記計算の基となるデータに正確には対応しないので、砲口速度Ｖ０はほとんどいつも理論的に計算された砲口速度Ｖ０（ｔｈｅｏｒ）からずれる。特に、Ｖ０速度は、砲身の摩耗の結果として下がる。それ故、戦闘するべき目標に関して砲身の発射方位と仰角をできたら修正するために、および／または発射体または少なくとも追跡発射体を適切にプログラムするために、各々の発射時に実際の砲口速度を計測する必要がある。

実際のＶ０速度を計測するために種々の装置および方法が知られている。Ｖ０速度の計測はしばしばバリア原理（ｂａｒｒｉｅｒ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）に基づいている。そのようなＶ０計測は特許文献１から既知である。この場合２つのコイルが使用され、その２つのコイルは既知の相互の間隔に位置され、飛行方向に見ると、砲身の出口断面の後にある。これらのコイルおよび／またはそれらの相互距離は計測基準線を形成する。これらのコイルは、一般的に砲身の長手方向の軸と少なくともおおよそ同軸に位置され、それらのコイルの内径は、砲身の口径よりもある程度大きい。磁界が各コイルの領域に発生し、誘起電圧が発射体の通過に際して読み取れるように上記複数のコイルが電流源に接続される。発射体がコイルの領域を飛び抜けている間、磁界が乱され、コイルに対する発射体の位置の関数として読み取り可能な電圧が変化する。

この既知のＶ０計測のための２つのコイル装置はいくつかの欠点をもつ。その内の最も重要なことを以下に短く記載する。上記装置は２つのコイルの配置のため比較的高重量かつ大容積である。２つのコイルの配置のため、追加の装置のための出費も比較的大きい。なぜなら、解析チャンネルが各コイルに必要なためである。さらに、上記装置は正確なＶ０計測のため特定の長さをもたなければならない。なぜなら、なかでも、コイルの距離は発射される特定の発射体の長さにより決定されるからである。それ故、もし狭窄砲弾などの長い発射体が砲身から発射されると、上記コイルは互いにさらに距離を置かなければならず、特に第２のコイルは砲身砲口からさらに遠くに位置される。上記コイルはいずれの場合も容易に損傷を受ける可能性があり、コイルを損傷する危険が高まると、砲身からさらに遠くへ位置されることになる。もし狭窄弾薬を発射しようとすれば、発射の後に、実際の発射体から離れる弾底板コンポーネントによるコイルへの損傷を防ぐために、複雑な構造の対策がとられる。もし短い発射体のみが発射されるとすると、長い計測基準線は不要であり、上記コイルは互いに比較的短い距離に位置できる。しかし、この場合、コイルの領域で発生する電磁気的効果に関して、２つのコイルが互いに影響しあう危険が発生し、それ故、正確なＶ０計測を阻み、または、そのような計測に複雑な装置を必要とさせる。

２つのコイルの代わりに、１つのみのコイルが使用されるＶ０計測を実行する装置が、特許文献２から知られている。このコイルは砲口断面のすぐ前に位置される。それ故、コイルは砲身のまわりおよび／または上にあり、コイルの領域に磁界が生じるように電流が流されている。上記の２つのコイル装置のように、時間の経過とともに変化する誘起電圧が、コイルの中を発射体が通過するにつれて読み取られる。単独コイルの装置を使用すると、２つのコイル装置のある複数の欠点、特にその相対的に大きな寸法および重量が避けられ、損傷の危険が実質的に排除され、複数のコイルの相互干渉が防がれ、１つのみの解析チャネルが必要である。しかし、この装置は、この場合、発射体が移動する磁界が砲身により乱される欠点をもつ。さらに、６００℃に達するかなりの高温が、現代の兵器の砲身上には発生する。好ましく使用されている銅でできた巻き線をもつコイルは、上記砲身の配置には使用できない。なぜなら、銅でできた巻き線をもつコイルは、おおよそ２５０℃までの温度においてのみ使用可能であるからである。この配置のさらなる欠点の１つは、コイルの磁界が砲身により乱され、減衰されることである。それ故、そのような配置は感度を下げてきた。それによる誘動起電圧はより小さくなり、そのような「小さな」信号の解析は不正確である。

さらに、１つだけのコイルをもつＶ０計測を実行する装置は、特許文献３からも知られている。そのコイルは、砲身の長手方向の軸の方向へ見られたとき、通常のように、砲身と同軸に位置されるが、砲身自身内に、発射体の出口断面近くに位置される。コイルの内径は、砲身の内径よりも大きいので、砲身の連続したシリンダ状の内面が、コイルの位置における空間により乱される。発射される発射体はそのまわりに強磁性リングをもつ。前記空間および／または強磁性リングの軸方向の長さが、計測基準線を形成する。コイルの磁界の変化の曲線が計測される。強磁性リングがコイルおよび／または前記空間の領域を通過すると、短絡が磁気回路に生じ、磁界の強さが増し、それ故パルス状の電流変化が検出できる。計測基準線および／または強磁性リングは軸方向には短い寸法しかもたないので、このパルス状の変化は短い期間存在する。Ｖ０計測を実行するこの装置は砲身に取り付けられていて、この装置を用いて実行される計測方法は、特別な発射体、特に強磁性リングをもつ発射体が使用された場合のみ実行される。
欧州特許出願公開第０，１０８，９７９−Ａ１号 英国特許第２，２００，２１５号 特許第５，１６４，７６０号

それ故、本発明の目的は、Ｖ０計測を実行する装置と方法を提案することであり、これを用いて既知の１つのコイル装置および２つのコイル装置の欠点を避ける。

本発明による装置は、砲身（１１）を出るときの発射体（１）の砲口速度（Ｖ０）を決定する装置（１０）であって、
砲身を出る前の領域において砲身（１１）の長手方向の軸（１１．１）のまわりに位置されるコイル（１２）、
磁界を（Ｈ）を生成するためにコイル（１２）に電流（Ｉ）を供給する電源装置（１５）、
i．発射体（１）がコイル（１２）の磁界を通過する間に誘起され、砲口速度（Ｖ０）および発射体（１）の長さ（Ｌ）に相関される継続時間をもつコイル（１２）の電圧パルス（Ｕ（ｔ））を読み取り、
ii．電圧パルス（Ｕ（ｔ））の２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）を検出し、
iii．２つの点（Ｐ１、Ｐ２）の間の時間間隔（ＴＺ）を決定し、および
iv．発射体（１）の砲口速度（Ｖ０）を時間間隔（ＴＺ）から計算する
解析装置（１６）
をもつ。

この新規な装置が上記の既知の２つのコイル装置と異なる明らかに最も重要な特徴は、１つのコイルだけが必要であるということである。上記新規な装置では、保護部を形成せず、１つのコイルだけの信号が入手可能である。１つだけのコイルにより供給されるデータを解析するための新しい方法が使用される。

上記コイルは砲身の外側へ圧力を加えないが、発射体の移動方向で見ると、砲身の砲口断面の後に位置される。そこでの温度は銅の巻き線をもつコイルが使用できるほど低い。砲口断面の後にコイルを位置することは、砲身により磁界が影響を受けないという長所ももつ。それ故、対応する信号の周波数はより小さくなり、解析でより良い結果が達成される。

１つのコイルだけをもつ新規の装置は、既知の２つのコイル装置よりも著しく短く、またこれにより、より軽い。さらなる装置のための出費は、関連する技術と比較して減少される。なぜなら、この解析には、解析チャネルが１つだけ必要だからである。コイルの損傷を与える危険は著しく減少する。なぜなら、コイルは砲身砲口から比較的長い距離に位置されないからである。

本発明による上記装置において、例えば、上記解析装置（１６）が比較器回路（１６．２、１６．３）を含み、この比較器回路は、２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）のうちの第１の点（Ｐ１）の検出に際し第１のパルスを出力し、２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）のうちの第２の点（Ｐ２）の検出に際し第２のパルスを出力し、前記時間間隔（ＴＺ）は第１のパルスと第２のパルスの間の時間に対応し、上記パルスは好ましくはＴＴＬ信号である。

本発明による上記装置において、例えば、比較器回路（１６．２、１６．３）が、２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）のうちの第１の点（Ｐ１）の検出に際し、第１の閾値（Ｕ１）の電圧の大きさに対し比較を実行し、２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）のうちの第２の点（Ｐ２）の検出に際し、第２の閾値（−Ｕ１）の電圧の大きさに対し比較を実行する。

本発明による上記装置において、例えば、電源装置（１５）が定電流源を含む。

本発明による上記装置ににおいて、例えば、解析装置（１６）が、電圧パルス（Ｕ（ｔ））をサンプルし、かつ、電圧パルス（Ｕ（ｔ））をデジタル値へ変換するアナログデジタル変換器を含む。

本発明による上記装置において、例えば、解析装置（１６）が、デジタル処理装置（１６．７）を含み、格納されたあらかじめ決められた値との比較により、対応するデジタル値を解析することにより、電圧パルス（Ｕ（ｔ））の２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）を検出する。

本発明による上記装置において、例えば、解析装置（１６）が、２つの点（Ｐ１、Ｐ２）の時間間隔（ＴＺ）を決定可能である時間計測手段（１６．７）を含む。

本発明による上記装置において、例えば、電圧パルス（Ｕ（ｔ））の曲線およびあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）の位置が、発射体（１）のタイプの関数であり、好ましくはメモリ（１６．５）内で、レジスタ内で、またはテーブル内であらかじめ決定されている。

本発明による上記装置において、例えば、解析装置（１６）が、メインコンピュータまたは計測装置から送信される、発射される発射体（１）に関する情報を受信する。

本発明による上記装置において、例えば、電圧パルス（Ｕ（ｔ））が、第１の曲線区間（Ｋ１）、ゼロ交差、および第２の曲線区間（Ｋ２）をもち、ゼロ交差は、発射体（１）がコイル（１２）の中央に位置される時間（ｔ＝ｔａ）に相関される。

本発明による上記装置において、例えば、２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）のうちの第１の点（Ｐ１）が第１の曲線区間（Ｐ１）の領域にあり、２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）のうちの第２の点（Ｐ２）が第２の曲線区間（Ｐ２）の領域にある。

本発明による上記装置において、例えば、電圧パルス（Ｕ（ｔ））が、コイルの直径（Ｄ）、発射体（１）の寸法（Ｌ、ＤＧ）、発射体（１）の透磁率（μｒ）、および電流（Ｉ）の関数である曲線をもつ。

本発明による上記装置において、例えば、発射体（１）の砲口速度と２つの点（Ｐ１、Ｐ２）の間の時間間隔（ＴＺ）との間のあらかじめ決められた相関変数（Ｋ）があり、砲口速度（Ｖ０）の計算に使用される。

本発明による上記装置において、例えば、解析装置（１６）が新しい各タイプの発射体（１）に関する、砲口速度（Ｖ０）と時間間隔（ＴＺ）の間の均等化計算を実行可能な、処理装置（１６．７）を含む。

本発明による方法は、コイル（１２）を、出口領域での砲身（１１）の長手方向の軸（１１．１）のまわりに位置し、砲身（１１）の出口での発射体（１）の砲口速度を決定する方法であって：
磁界（Ｈ）を生成するためにコイル（１２）に電流（Ｉ）を供給するステップ、
発射体（１）を、コイル（１２）の磁界（Ｈ）中を通って移動させるステップ、
発射体（１）がコイル（１２）の磁界（Ｈ）を通過する間に、発射体（１）の砲口速度（Ｖ０）と長さ（Ｌ）に相関する継続期間の間、誘起される電圧パルス（Ｕ（ｔ））を読み取るステップ、
電圧パルス（Ｕ（ｔ））の２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）の間の時間間隔を決定するステップ、
発射体（１）のタイプに対して特有の相関変数（Ｋ）を提供するステップ、および
相関変数（Ｋ）と時間間隔（ＴＺ）を使用して、発射体（１）の砲口速度（Ｖ０）を決定するステップ
が実行される。

新規の上記装置／方法では、計測基準線が装置上に必要ない。それ故上記装置／方法はまた、比較的長い発射体、例えば狭窄砲弾にもよく適している。

新規の上記方法の精度は、全ての部品がおおよそ高い精度で製造されれば、どの実用的な用途にも十分である。生成される磁界が完全には一定でなく、複数の発射体は、それについてＶ０計測のためのパラメータを生成するが、いつも互いに少し異なる可能性があるという点で、重要でない不正確さが生じるかもしれない。発射体が砲身を離れた後で砲口ブレーキが作用し、それにより、提供される計測信号の重畳を引き起こす可能性のある未知のわずかな移動が発生する。

本発明による上記方法において、例えば、発射体（１）のタイプが自動で認識されるかまたは手動で入力される。

本発明による上記方法において、例えば、時間間隔（ＴＺ）を決定する前に、電圧パルス（Ｕ（ｔ））がアナログデジタル変換される。

本発明の効果は、相互に影響しあう可能性のある２つのコイルはもう用いないことである。なぜなら、本発明によれば、上記のように１つのコイルのみで動作するので、Ｖ０計測装置の長さは、従来に比べ著しく短い。

上記のように、本発明の更なる効果は、１つのみの計測チャネルを使用してＶ０計測できることである。

１つのみのコイルをもった装置は故障しにくい。

以下、添付の図を参照して発明の実施の形態を説明する。

本発明の１つの実施の形態および本発明による方法の機能は図１を参照して説明する。図１では、砲身１１を出るときに発射体１のＶ０速度を決定する装置１０が示されている。装置１０はコイル１２を含み、そのコイル１２は巻き線をもち、出口領域の砲身１１の長手方向の軸１１．１のまわりに位置される。コイル１２の巻き線は、本実施の形態によれば、一巻き以上を含む。電源装置１５は定電流Ｉをコイル１２の巻き線に加えるために用いられる。コイル１２の巻き線を流れる電流Ｉは、コイル１２のまわりに磁界Ｈを生成する。発射体１がコイル１２の中を通ることにより、この磁界Ｈは乱され、変更される。適切な解析を使用して、以下に導かれるように、信用できて正確な記述が、磁界Ｈの乱れおよび／または変化から、Ｖ０速度に関して作成可能である。

発射体１は、コイル１２を通過すると、コイル１２の巻き線に電圧Ｕ（ｔ）を誘起する。この誘起電圧Ｕ（ｔ）は以下に定義される：

この式において：
Ｎ：コイル１２の巻き線の巻きの数［−］；
ｘ：発射方向での砲弾の距離［ｍ］；
Ｖ０：砲口速度［ｍ／ｓ］（Ｖ０速度とも呼ばれる）；
Φ：磁束［Ｖｓ］．

磁束の時間変化dΦ／dxは、磁界の強さの変化dH(x)/dxに比例し、ビオ・サバールの法則にしたがっておおよそ以下のように決定できる。

この式において：
ＤＧ：発射体１の直径［ｍ］；
μ0：誘導定数［Ｈ／ｍ＝Ｖｓ／Ａｍ］；
μr：透磁率；
Ｈ：磁界の強さ［Ａ／ｍ］；

Ｈ（ｘ）に関してビオ・サバールの法則から以下が導き出される。

この式において：
Ｄ：コイル１２の直径［ｍ］
Ｉ：コイル１２を流れる電流［Ａ］

もし式（３）がｘで微分されると、磁界の強さの変化はｘの関数として以下に示される。

発射体１がコイル１２を通過する間の、誘起電圧Ｕ（ｔ）についての以下の関係式は、式（１）、式（２）、および式（４）から導かれる。

この式において：
Ｋ：発射体１のハウジング内で発生する渦電流のために起こる電圧低下

次に、上記導かれた方程式の意味を、図２を参照して説明する。式（４）は、電圧曲線Ｕ（ｔ）を説明するのに特に決定的である。

ｘ＝０のとき、
発射体１は、移動方向に見ると、コイル１２の中央に位置され、および／または発射体１の中央の断面は、移動方向に見ると、コイル１２の中央の断面に位置し、コイル１２内で誘起される電圧Ｕ（ｔ）はゼロである。これは時間ｔがｔａの場合である。

ｘ＜０のとき、
発射体１は、移動方向に見ると、コイル１２の中央の左に位置され、速度Ｖ０でコイル１２に突進する。誘起電圧Ｕ（ｔ）は、ｘが増加するにつれて連続して増加し最大値に達する。それから電圧Ｕ（ｔ）は低下し、発射体１がコイル１２中央に位置されるとき、ｘ＝０でゼロを通過する。

ｘ＞０のとき、
発射体１はコイル１２の中央の右に位置され、誘起電圧Ｕ（ｔ）はｘが増加するにつれて連続して低下し、最小値に達する。発射体１がコイル１２をぬけて更に移動すると、誘起電圧Ｕ（ｔ）は再び増加し、ｘの値が大きい地点で０Ｖに接近する。

誘起電圧Ｕ（ｔ）の曲線は式（５）を使用しておおよそ計算できる。上記の観察では、発射体１がコイル１２を通過する間に発射体１の覆い部内で発生して逆の磁界を生成する渦巻き電流は考慮されない。逆の磁界は元の磁界を減衰し、コイル１２の誘起電圧Ｕ（ｔ）の大きさを低下させる。この電圧降下は、変数Ｋにより式（５）で考慮される。変数Ｋおよび／またはここでは因子Ｋは、相関変数と呼ばれ、本発明によって実験的におよび／またはコンピュータを使用して決定できる。発射体の各タイプはそれに特有の異なる相関変数Ｋをもち、また別の言い方をすれば、相関変数Ｋが発射体のタイプを特徴づける。もし発射体のどのタイプが発射されるかが事前に知られているならば、発射体１のＶ０速度に関する記述は、誘起電圧Ｕ（ｔ）に基づいて作られる。Ｖ０速度の導出は以下に説明される。

Ｖ０速度を計算するために、図２に示された開始点Ｐ１から始まる遅延時間間隔ＴＺの長さが計測される。点Ｐ１で誘起電圧Ｕ（ｔ）の大きさは＋Ｕ１である。誘起電圧Ｕ（ｔ）の大きさが値−Ｕ１に達するとすぐに、時間計測は停止される。

それ故、以下の２つの式（６）と式（７）はｘ１およびｘ２を決定するために適用される。

さらに：

Ｖ０、ｘ１，およびｘ２の所望の値は、３つの式（６）、（７）、および（８）の連立方程式から得られる。

次に、理論的な導出が、図１および図２の典型的な例に適用される。

発射体がコイル１２の磁界Ｈを通過すると、図２に示されているように、電圧パルスＵ（ｔ）が誘起される。電圧パルスＵ（ｔ）の継続期間はＶ０速度および発射体１の長さＬに相関する。解析装置１６が設けられ、巻き線での電圧パルスＵ（ｔ）を読み取る。次に、Ｖ０速度に関して記述が作成可能なように、電圧パルスＵ（ｔ）の２点Ｐ１、Ｐ２があらかじめ決められ、点Ｐ１から点Ｐ２への時間間隔ＴＺが決定される。発射体１のＶ０速度は時間間隔ＴＺから計算される。この計算では、発射された発射体タイプに特定の相関変数Ｋが考慮される。

なかでも、時間間隔ＴＺは以下の影響を及ぼす変数の関数である。
発射体１の長さＬ；
発射体１の直径ＤＧ；
発射体１の材料および性質（例えば透磁率μｒ）；
コイル電流Ｉ；
コイル１２の構造；
砲身１１に相対的なコイル１２の配置。

適切な解析装置１６の第１の典型的な例は、図３に示されている。図は図式的なブロック図を示している。ブロック図の詳細、例えば具体的コンポーネントの選択と寸法取りは、本発明の選択された例の関数である。示された典型的な例では、定電流源として実装される電源装置１５は、ここで、Ｌで追加的に特定されるコイル１２に、定常コイル電流Ｉを使用して電力を供給する。この目的のため、供給電圧Ｖ１が電源装置および／または定電流源１５に加えられる。コイルの巻き線１２．１の一方では、誘起電圧Ｕ（ｔ）は、適切な分離装置１３を使用することにより読み取られる。例えば、分離装置１３は、異なる部分的素子からできたネットワークをもつ抵抗器Ｒおよび／またはコイルＬ１により形成できる。電圧Ｕ（ｔ）は、計測信号準備装置１６．１に供給され、その装置は例えばインピーダンス変成器および／または増幅器を含む。更なるコンポーネントが、例えば信号Ｕ（ｔ）をフィルタするためにここで設けられてもよい。計測信号準備装置の出力信号ｕ（ｔ）は、示された例では、２つの比較器１６．２および比較器１６．３へ供給される。第１の比較器１６．２は電圧ｕ（ｔ）を第１の参照電圧Ｕ１と比較し、第２の比較器１６．３は電圧ｕ（ｔ）を第２の参照電圧−Ｕ１と比較する。この例では、参照電圧は、軸Ｕ＝０に対し対称に位置される。しかし、参照電圧は異なる値（例えば＋Ｕ１および−Ｕ２）をもってもよい。

時間間隔ＴＺに相関する２つのＴＴＬパルスまたは他の変数は、例えば、接続部１７を経由して解析および／または回路ロジック１８（例えばＦＰＧＡ；フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）へ供給される。解析の間、その解析はアナログでもデジタルでもよいのであるが、速度Ｖ０は時間間隔ＴＺおよび相関変数Ｋを基に決定できる。

図２では、時間ｔに対する電圧Ｕ（ｔ）の単純化された曲線が右側に与えられている。上記電圧曲線は、正の電圧の範囲で第１の曲線区間Ｋ１、ｔ＝ｔａにおけるゼロ交差、および負の電圧の範囲で第２の曲線区間Ｋ２をもつ。発射体１がコイル１２の磁界を更に貫通すると、電圧は０Ｖから増加する。次に電圧Ｕ（ｔ）は最大値に達し、それに続いてゼロを通過するまで再び低下する。ゼロを通過するときの時間はｔ＝ｔａで特定される。時間がｔ＝ｔａの時から続いて、電圧はさらに低下し最小値に達する。発射体１がコイル１２の磁界から出たとき、誘起電圧Ｕ（ｔ）は再び０Ｖへ戻る。誘起電圧Ｕ（ｔ）が再び値０に達する時間はｔｂで特定される。

図２に示された曲線Ｕ（ｔ）は特定の発射体タイプに関して特有であり、ここで留意すべきはこれがほとんど図式的な曲線であることである。２つの点Ｐ１および点Ｐ２は固定され、示された例では点Ｐ１は第１の曲線区間Ｋ２の増加する部分に固定されて、点Ｐ２は第２の曲線区間Ｋ２の増加する部分に固定される。この例では２つの点Ｐ１およびＰ２が、誘起電圧に対して対称的に位置される、すなわちＵ（Ｐ１）＝−Ｕ（Ｐ２）である。

点Ｐ１および点Ｐ２は、好ましくは、曲線Ｕ（ｔ）の最も増加する領域にあるように固定される。これらの点は、曲線Ｕ（ｔ）の２次微分を生成することにより、またこれにより傾斜の最大値を求めることにより見つけられる。特に、もし点Ｐ１および点Ｐ２が曲線Ｕ（ｔ）の急傾斜の領域で選択されれば、もし上記点が、曲線Ｕ（ｔ）がわずかな傾斜しかもたない領域にある場合よりも時間間隔ＴＺがより正確に決定できる。

適切な解析装置の更なる典型的な例は図４に示されている。定電流源１５はコイル１２に定コイル電流Ｉを供給する。この目的のため、供給電圧Ｖ２が定電流源１５へ加えられる。誘起電圧Ｕ（ｔ）は読み取られる。電圧Ｕ（ｔ）は計測信号準備装置へ供給され、その装置は、示された例では増幅器１６．１およびインピーダンス変成器を含む。例えば信号Ｕ（ｔ）をフィルタするために、更なるコンポーネントがここに設けられてもよい。増幅器１６．１は増幅された信号ｕ（ｔ）を提供し、その信号はアナログデジタル変換器１６．４によりデジタル信号へ変換される。上記デジタル信号は、バス１７経由でコンピュータなどの処理装置１６．７へ供給される。処理装置１６．７は、発射された発射体１のタイプに関する情報を、メモリ１６．５からまたはレジスタおよび／またはテーブルから得る。この情報は接続部１６．６を経由して提供される。例えば、発射される現在の発射体タイプに適用される曲線Ｕ（ｔ）の形、および点Ｐ１および点Ｐ２の位置は処理装置１６．７に送信できる。相関変数Ｋも接続部１６．６を経由して提供できる。次に、処理装置１６．７は、相関変数Ｋを使用して時間間隔ＴＺを決定し、また、上記情報から発射体１の砲口速度Ｖ０も決定する。

処理装置１６．７は、メインコンピュータまたは計測装置から送信された、発射される発射体タイプについての情報を受信できる。

本発明によると、発射体１自体は計測基準線として使用される。互いに離れて位置され、それ故計測基準線を形成し、バリア原理により開始−終了時間の計測をするために、発射体が順番に飛び抜ける分離したコイルはもう必要ない。

本発明による装置をもつ砲身を示す簡略化された概略図 図の左半分は各々、３つの異なる位置および／または時間で３つの連続した位置での砲身を出る発射体をもつ３つの部分図、図の右半分は本発明による装置のコイルを通る発射体の通過の間の時間の関数としての電圧の曲線を示す図 コイルにより提供される変数の解析がアナログ方式で実行される、本発明による装置の第１の典型的な例を示す回路図 図３と同じ図で示される、コイルにより提供される変数の解析がデジタル方式で実行される、本発明による装置の第２の典型的な例を示す図

符号の説明

１ 発射体
１０ 装置
１１ 砲身
１１．１ 砲身１１の長手方向の軸
１２ コイル
１２．１ コイルの巻き線
１３ 分離装置
１５ 電源装置および／または定電流源
１６ 解析装置
１６．１ 増幅器
１６．２ 比較器
１６．３ 比較器
１６．４ アナログデジタル変換器
１６．５ メモリ
１６．６ 接続部
１６．７ 処理装置
１７ 接続バス

Claims (17)

1. 砲身（１１）を出るときの発射体（１）の砲口速度（Ｖ０）を決定する装置（１０）であって、
   砲身を出る前の領域において砲身（１１）の長手方向の軸（１１．１）のまわりに位置されるコイル（１２）、
   磁界（Ｈ）を生成するためにコイル（１２）に電流（Ｉ）を供給する電源装置（１５）、
   i．発射体（１）がコイル（１２）の磁界を通過する間に誘起され、砲口速度（Ｖ０）および発射体（１）の長さ（Ｌ）に相関される継続時間をもつコイル（１２）の電圧パルス（Ｕ（ｔ））を読み取り、
   ii．電圧パルス（Ｕ（ｔ））の２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）を検出し、
   iii．２つの点（Ｐ１、Ｐ２）の間の時間間隔（ＴＺ）を決定し、および
   iv．発射体（１）の砲口速度（Ｖ０）を時間間隔（ＴＺ）から計算する
   解析装置（１６）
   をもつ装置（１０）。
2. 上記解析装置（１６）が比較器回路（１６．２、１６．３）を含み、この比較器回路は、２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）のうちの第１の点（Ｐ１）の検出に際し第１のパルスを出力し、２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）のうちの第２の点（Ｐ２）の検出に際し第２のパルスを出力し、前記時間間隔（ＴＺ）は第１のパルスと第２のパルスの間の時間に対応し、上記パルスは好ましくはＴＴＬ信号であることを特徴とする請求項１に記載の装置（１０）。
3. 比較器回路（１６．２、１６．３）が、２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）のうちの第１の点（Ｐ１）の検出に際し、第１の閾値（Ｕ１）の電圧の大きさに対し比較を実行し、２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）のうちの第２の点（Ｐ２）の検出に際し、第２の閾値（−Ｕ１）の電圧の大きさに対し比較を実行することを特徴とする請求項２に記載の装置（１０）。
4. 電源装置（１５）が定電流源を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置（１０）。
5. 解析装置（１６）が、電圧パルス（Ｕ（ｔ））をサンプルし、かつ、電圧パルス（Ｕ（ｔ））をデジタル値へ変換するアナログデジタル変換器を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置（１０）。
6. 解析装置（１６）が、デジタル処理装置（１６．７）を含み、格納されたあらかじめ決められた値との比較により、対応するデジタル値を解析することにより、電圧パルス（Ｕ（ｔ））の２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）を検出することを特徴とする請求項４に記載の装置（１０）。
7. 解析装置（１６）が、２つの点（Ｐ１、Ｐ２）の時間間隔（ＴＺ）を決定可能である時間計測手段（１６．７）を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置（１０）。
8. 電圧パルス（Ｕ（ｔ））の曲線およびあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）の位置が、発射体（１）のタイプの関数であり、好ましくはメモリ（１６．５）内で、レジスタ内で、またはテーブル内であらかじめ決定されていることを特徴とする請求項１から請求項７のうち１つに記載の装置（１０）。
9. 解析装置（１６）が、メインコンピュータまたは計測装置から送信される、発射される発射体（１）に関する情報を受信することを特徴とする請求項８に記載の装置（１０）。
10. 電圧パルス（Ｕ（ｔ））が、第１の曲線区間（Ｋ１）、ゼロ交差、および第２の曲線区間（Ｋ２）をもち、ゼロ交差は、発射体（１）がコイル（１２）の中央に位置される時間（ｔ＝ｔａ）に相関されることを特徴とする請求項１から請求項９のうち１つに記載の装置（１０）。
11. ２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）のうちの第１の点（Ｐ１）が第１の曲線区間（Ｐ１）の領域にあり、２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）のうちの第２の点（Ｐ２）が第２の曲線区間（Ｐ２）の領域にあることを特徴とする請求項１０に記載の装置（１０）。
12. 電圧パルス（Ｕ（ｔ））が、コイルの直径（Ｄ）、発射体（１）の寸法（Ｌ、ＤＧ）、発射体（１）の透磁率（μｒ）、および電流（Ｉ）の関数である曲線をもつことを特徴とする請求項１から請求項１１のうち１つに記載の装置（１０）。
13. 発射体（１）の砲口速度と２つの点（Ｐ１、Ｐ２）の間の時間間隔（ＴＺ）との間のあらかじめ決められた相関変数（Ｋ）があり、砲口速度（Ｖ０）の計算に使用されることを特徴とする請求項１から請求項１２のうち１つに記載の装置（１０）。
14. 解析装置（１６）が新しい各タイプの発射体（１）に関する、砲口速度（Ｖ０）と時間間隔（ＴＺ）の間の均等化計算を実行可能な、処理装置（１６．７）を含むことを特徴とする請求項１から請求項１３のうち１つに記載の装置（１０）。
15. コイル（１２）を、出口領域での砲身（１１）の長手方向の軸（１１．１）のまわりに位置し、砲身（１１）の出口での発射体（１）の砲口速度を決定する方法であって、：
    磁界（Ｈ）を生成するためにコイル（１２）に電流（Ｉ）を供給するステップ、
    発射体（１）を、コイル（１２）の磁界（Ｈ）中を通って移動させるステップ、
    発射体（１）がコイル（１２）の磁界（Ｈ）を通過する間に、発射体（１）の砲口速度（Ｖ０）と長さ（Ｌ）に相関する（継続）期間の間、誘起される電圧パルス（Ｕ（ｔ））を読み取るステップ、
    電圧パルス（Ｕ（ｔ））の２つのあらかじめ決められた点（Ｐ１、Ｐ２）の間の時間間隔を決定するステップ、
    発射体（１）のタイプに対して特有の相関変数（Ｋ）を提供するステップ、および
    相関変数（Ｋ）と時間間隔（ＴＺ）を使用して、発射体（１）の砲口速度（Ｖ０）を決定するステップ
    が実行される方法。
16. 発射体（１）のタイプが自動で認識されるかまたは手動で入力されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 時間間隔（ＴＺ）を決定する前に、電圧パルス（Ｕ（ｔ））がアナログデジタル変換されることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の方法。
    

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