JPH0370160B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は兵器訓練システムに関する。

実弾を用いずに、標的への模擬射撃を行ないそ
の命中精度を評価する兵器訓練システムとして
は、例えば英国特許明細書No.1228143、No.
1228144、No.1451192等記載のものがある。これら
の兵器訓練システムでは、まず兵器で標的を直接
に狙い、次に兵器に設けられたレーザによつて標
的までの距離を測定する。水平方向及び垂直方向
に対して手動によつてオフセツトが与えられ、訓
練システムにより逆方向の修正が加えられレーザ
の方向を補正する。従つて兵器のオフセツトが正
しく与えられていれば、レーザのオフセツトによ
り正確に補正が行なわれ、レーザは標的に向い所
定の方向に一致する。レーザが励起されると標的
に設けられた検出器がレーザ光を受光し、“命中”
が認められる。レーザ光は所定の方向の近傍を走
査させることが可能で、“ニアミス”あるいは上
下左右への方向誤差を検出できる。

この種の従来装置では、兵器が正しく照準され
ていれば、“命中”と判断されるが、実際には見
かけ上の照準が正しくても命中しない場合があ
る。これは弾の分布による差や、照準者にはわか
らない風の変化などによるものであり、兵器照準
中には補正不可能なものである。

この発明の目的は兵器の照準及び射撃の際の未
知の要素についてより実際的なものとした兵器訓
練システムを得ることである。

この発明の第１の観点によれば、兵器の射撃照
準精度評価に標的までの距離に依存する確率的要
素を取入れた兵器訓練方法であつて、適切照準に
相当する基準方向の近傍を電磁波のビームによつ
て走査して前記ビームが前記標的に命中したか否
かにより照準精度を評価するものにおいて、被膜
擬実弾の一群から別の一群への特性の変化を表す
ように時刻に対して値が漸次変化する変数を発生
させることと、前記変数の値を前記確率的要素に
従つて修正することと、および前記走査を行なう
前に前記修正された変数の値に応じて前記ビーム
を前記基準方向から偏向させることとを含む兵器
訓練方法が提供される。

この方法は、実弾の連続する各弾薬間に特性の
一致が見られるが長期的には（例えば別のバツチ
との間）一致性がない場合に有効である。また、
周囲環境、例えばゆつくりと変化する風などを模
すこともできる。

変数値の変化は、時刻に対して線形的に変化し
各ステツプ間の間隔が等しくない様にするのが望
ましい。

実施例においては、変数値を得るには、カウン
タをその上限値まで増加させて行き、カウンタの
上限値を不均等に分割した値であるトリガ値まで
カウンタの内容が達した時点で変数値を一定量だ
け変化させる。

この発明の第２の観点によれば、兵器の射撃準
精度評価に標的までの距離に依存する確率的要素
を取入れた兵器訓練装置であつて、適切照準に相
当する基準方向の近傍を電磁波のビームで走査す
る手段を含み、前記ビームが前記標的に命中した
か否かにより照準精度を評価するものにおいて、
被膜擬実弾の一群から別の一群への特性の変化を
表すように時刻に対して値が漸次変化する変数を
発生する手段と、前記変数の値を前記確率的要素
に従つて修正する手段とを有し、前記走査手段は
前記走査を行なう前に前記修正された変数の値に
よつて前記ビームを前記基準方向から偏向させる
兵器訓練装置が提供される。

以下に図面を用いてこの発明の実施例について
詳細に説明する。

この発明による方法及び装置は、実弾を用いず
戦車乗員の砲術及び発射手順を訓練する装置に適
用するものである。第１図で１は攻撃側の戦車、
２は主砲３に取付けらられた発光源であり、検出
器５を有する標的側の戦車４と交戦中である。主
砲３の模擬発射により、主砲３の軸方向に関係し
て走査を行なう発光源２の内部のレーザからパル
ス状の光ビームが発せられ、“命中”または“失
敗”が判定される。光ビームが検出器５に当たる
と戦車４の無線送信機から信号が送信され、攻撃
側の戦車１で受信される。

レーザの光ビームは主砲３と相関をもつて方向
を定め走査を行なうが、これは水平及び垂直方向
の操作によつて行なわれる。この部分の装置を第
２図に示す。

第２図で垂直方向の幅が狭い第１の光ビームは
ガリウム−砒素（GaAs）レーザダイオード２０
から発せられる。レーザダイオード２０はその接
合部を水平にして取付けられており、集光レンズ
２２で集光される。水平方向の幅が狭い第２の光
ビームはGaAsレーザダイオード２４から発せら
れ、その接合は垂直であり集光レンズ２６を用い
る。

レーザダイオード２０，２４並びに集光レンズ
２２，２６は共にフレーム２８上に取付けられて
おり、フレーム２８はサブフレーム３２に対して
軸３０を中心として回転できる。ネジ３４はフレ
ーム２８にネジ込まれており、サブフレーム３２
に対しては回転はできるが軸方向には固定されて
いる。減速歯車付のモータ３６からウオームギア
３８を介してネジ３４を駆動することにより、フ
レーム２８はサブフレーム３２に対して軸３０を
中心に傾くことができる。

サブフレーム３２は、そのネジ穴にネジ込まれ
たネジ４４を減速歯車付のモータ４６で駆動する
ことにより、基台４２に対してベアリング４０を
中心に回転することができる。実際には基台４２
は攻撃側の戦車１の主砲３の照準器固定されてい
る。モータ３６，４６は制御回路を有するステツ
プモータ（例えば英国特許明細書No.1298332記載）
であり所定のステツプ数または回転角だけ駆動す
ることが可能で、軸３０に対するフレーム２８の
角度並びにベアリング４０に対するサブフレーム
３２の角度は、モータ３６，４６に加える電流の
パルス数で示すことにより基準位置または原点か
ら動かすことができる。

第１図に示す兵器訓練システムの回路及び動作
の詳細は英国特許明細書No.1228143、No.1228144及
びNo.1451192に記載されているが、第３図を用い
て模擬交戦の手順を要約して示す。

戦車長が目標を定め砲手が目標を主照準器に入
れると、レーザダイオード２０，２４の発光によ
つて標的までの距離が求められる。レーザの方向
は走査制御器５０によつて最初は主砲３の砲口と
一致しており、標的側の戦車４の検出器５は光ビ
ームを受光して無線信号を送信し、距離測定回路
５２と発光源２とにより、レーザ発光から戦車４
の無線信号を受信するまでの遅れ時間を測定して
距離を求める。

攻撃側戦車１の戦車長または射撃制御システム
は距離（人間が測定するが上述の方法で求めたも
の）並びに風速等の情報により主砲３の弾道オフ
セツトを計算する。戦車１及び４が相対的に運動
している場合には、主照準器を用いて標的側戦車
４の動きから砲手が追従オフセツトを算出する。

算出したオフセツト（仰角及び照準ずれ）が加
えられ主砲３は発光源を装着したまま向きを変
え、主砲が“発射”される。次にシーケンス制御
器５４から走査制御器５２にモータ３６及び４６
を駆動するパルス数を出力し、発光源２のレーザ
の方向を主砲３の方向から正しいオフセツト（測
定した距離から算出する）の分だけ逆方向に偏向
する。従つて主砲３が適切に照準されていれば、
主砲３のオフセツトと発光発光源２のオフセツト
とは互いに相殺し、発光源２は再度標的側戦車４
を向き、レーザダイオードは駆動回路５６によつ
て駆動され、走査を行ない（モータ３６，４６に
別のパルスを与える）、攻撃側戦車１の無線受信
機に応じて命中表示器５８によつて“命中”が認
められる。

前述の様に従来の兵器訓練システムでは主砲３
が正しく照準されてさえいれば、実際には砲弾１
個毎または１群毎が異なる等の理由により正しく
照準されていても命中しないことがあるにもかか
わらず、“命中”と判断されていた。第４図及び
第６図にはその様な予期せぬ変動の効果を模すこ
とができる部分を含んだ装置を、第５図及び第７
図にはその動作の方法を各々示す。

第４図及び第５図に示すのは砲弾１個毎に差の
ある場合の模擬に適する参考であり、第３図のも
のと比較してシーケンス制御器５４にカウンタ６
０、メモリ６２、及び比較器６４が加えられてい
る。比較器６４の入力にはカウンタ６０及びメモ
リ６２の出力が接続され、比較器６４の出力は無
線受信機の出力と共に命中表示器５８に接続され
ている。

シーケンス制御器５４は、このシステム全体を
統括制御する装置であり、第４図においてこのシ
ーケンス制御器５４からの信号線は、この制御動
作を行わせるための制御信号を示す。このシーケ
ンス制御器５４の制御動作を第５図の流れ図を参
照して説明する。まずはじめに、周期ｔのトリガ
信号を入力し（ステツプ100）、カウンタ６０の内
容が“90”以上であるか否かを検査する（ステツ
プ102）。カウンタ６０の内容が“90”未満であれ
ばカウンタの内容に“10”を加え（ステツプ
104）、“90”以上であれば“89”を引く（ステツ
プ106）。主砲３がまた“発射”されていなければ
シーケンス制御器５４はステツプ100で示す段階
で戻り次のトリガ信号を待つ（ステツプ108）。ト
リガ信号の周期ｔは数〔ｍｓ〕である。

主砲３が“発射”されシーケンス制御器５４が
ステツプ108から次へ進むと、走査制御器５０及
び駆動回路５６を動作させて主砲の照準が適切で
あるか否かを調べる。すなわち、第３図の説明で
述べたように、主砲３の向きに弾道オフセツト
（仰角及び照準ずれ）を加え（ステツプ110）、主
砲３をオフセツト量だけ偏向する。そして、この
状態で照準は良いか否かを調べる（ステツプ
112）。これは、第３図の説明で述べたように、レ
ーザ光ビームの検出によつて行う。その結果が否
であればシーケンス制御器はステツプ100に戻る
（ステツプ112）。一方、照準が適切であれば次へ
進み、メモリ６２からパーセントで示される確率
を読出す（“０％”は命中のチヤンスがないこと
を示し、“100％”は照準が正しければ必ず命中す
ることを示す。

メモリ６２は、あらかじめ計算しておいた関数
値を含む数表から、距離測定回路５２で得られた
標的の距離や標的の性質（例えば装甲の厚さ）な
どを用いて確率を読出す。標的の性質については
標的からの無線信号によつて何らかの方法でメモ
リ６２に情報を与える。

確率とカウンタの内容とは比較器６４で比較さ
れ（ステツプ116）、カウンタの内容が確率以下で
ある場合には命中表示器１１８により命中を表示
する（ステツプ118）。そうでない場合にはステツ
プ100に戻る。

カウンタ６０の内容に“10”を加算することに
より確率範囲内を高速で巡回することができ、
“89”（“10”の非整数倍）を減算することにより
確率の値を全て取り得る様にすることができる。
主砲３の照準・発射に要する時間に比較してカウ
ンタ６０が巡回する速度は十分に速いため、ステ
ツプ116でのカウンタ６０の内容は実効的に乱数
と見なせる。多数回の発射のうちにはカウンタ６
０の内容は取り得る値全てを取ることになり、確
率の値以下の場合に命中、それ以外の場合に失敗
となる。従つて長期的には正しい照準を行なつた
場合の命中率は確率と等しくなる。例えば、カウ
ンタ６０の初期値が０であるとすれば、カウンタ
６０の内容は、０→10→20→…→90→１→11→21
→…91→２→12→22→…と更新されてゆく。した
がつて、０〜98までの間のすべての値を取ること
ができ、０〜98までの任意の乱数を与えることに
なる。

砲弾の特性が一群（“batch”）毎にある程度一
致しており、別の群では変化している場合、第６
図に示す実施例を適用する。

第６図でシーケンス制御器は16ビツトの２進カ
ウンタ６６に接続されている。カウンタ６６の内
容が特定の値に一致すると２個の８ビツトのカウ
ンタ６８ａ，６８ｅに対してクロツク信号が出力
される。これらのカウンタ６８ａ，６８ｅの内容
は各々乗算器７０ａ，７０ｅに加えられる。乗算
器７０ａ，７０ｅの各々他方の入力には共にメモ
リ７２の出力信号が接続されている。メモリ７２
には距離測定回路５２からの距離信号が与えられ
ている。乗算器７０ａ，７０ｅの出力は走査制御
器５０に接続されている。

第７図によつてこの装置の動作を説明する。シ
ーケンス制御器は周期ｔ（ここでは１ 2/3〔ｍ
ｓ〕）のトリガ信号を待つている（ステツプ120）。
カウンタ６６の下位８ビツトが全て“０”である
か否かが調べられる（ステツプ124）。結果が否で
あればカウンタ６６に“１”が加算され（ステツ
プ122）、次に“1000110010100000”（10進数で
“36000”）であるか否かが調べられ（ステツプ
126）、そうであればカウンタ６６はリセツトされ
る（ステツプ128）。リセツトされたか否かにかか
わらず主砲３が“発射”された否かが調べられ
（ステツプ130）、まだ発射していなければステツ
プ120に戻る。

すなわちカウンタ６６は（3600×ｔ）の周期で
リセツトされる（ここでは１〔分〕毎にリセツト
される。） ステツプ124において下位８ビツトが全て“０”
である場合には、上位８ビツトが“00000000”、
“01000000”、または“10000000”のいずれかであ
るか否かが調べられる（ステツプ132でカウンタ
出力の上位８ビツトと“00111111”との論理積を
求めて全ビツトが“０”になることを見る）。ス
テツプ134で結果が“０”である場合には上記３
通りのうちいずれかであり、８ビツトのカウンタ
６８ａに“１”だけ加算し（ステツプ136）、ステ
ツプ122を続ける。ステツプ134での結果が“０”
でない場合には“00101111”との論理積をとり
（ステツプ138）、カウンタ６６の上位８ビツトが
“00010000”または“01010000”であるか否かを
調べる。その結果が全ビツト“０”であれば（ス
テツプ140）８ビツトのカウンタ６８ｅに“１”
を加算し（ステツプ142）、そうでなければ何もせ
ずにステツプ122を続ける。

ステツプ132〜142においては、カウンタ６８
ａ，６８ｅを毎分各々３回及び２回だけ異なる周
期で増加させることになる。すなわちカウンタ６
８ａはカウンタ６６がステツプ128でリセツトさ
れた後、０、455、及び910〔ｍｓ〕の各時点で、
またカウンタ６８ｅは114及び569〔ｍｓ〕の各時
点で増加する。

従つてカウンタ６８ａ，６８ｅは時刻に対して
線形的に内容を増加させるが、その速度が異な
り、また増加の各ステツプは非等間隔で行なわれ
る。カウンタ６８ａ，６８ｅの最大計数値は各々
“199”及び“255”であり、従つて内容が“０”
から最大値に至るのに各々67〔分〕及び128〔分〕
を要する。さらに、カウンタ６８ａ，６８ｅは可
逆カウンタであり、最大計数値に達した後、減進
となる。従つてカウンタ６８ａ及び６８ｅの周期
は各々134〔分〕及び256〔分〕となる。

主砲３が“発射”された場合、シーケンス制御
器５４はそのことを検出し（ステツプ130）、走査
制御器５０からモータ３６，４６に対してパルス
数を出力して発光源２に必要なオフセツトを与え
（ステツプ144）、レーザ走査の中心方向を正しい
照準に相当する基準方向に一致させる。

次にメモリ７２から、距離測定回路５２により
あらかじめ求めた距離を用いて数表から倍率を読
み出し（ステツプ146）、カウンタ６８ａ，６８ｅ
の各内容と倍率とを乗算器７０ａ，７０ｅで乗算
する（ステツプ148）。この操作により射弾落下の
分散の増加を模すことができる。

正負両方の値を得るため、乗算器７０ａ，７０
ｅの出力信号から２進数“01111111”を減算し
（ステツプ150）、走査制御器５０からモータ４６
及び３６を各々駆動するために出力するパルス数
を決定する各８ビツトの２進数を得る（ステツプ
152）。このパルスによつてレーザの走査の中心は
基準方向から偏向することになる。

このパルスは走査制御部５０からモータ３６及
び４６に与えられて偏向後の走査中心付近をレー
ザが走査することになり（ステツプ154）、命中表
示器によつて命中か否かを表示する。この後、ス
テツプ120に戻る。

ステツプ152で与えるレーザ走査の偏向は低速
でしか変化しない。従つて戦車乗員は最初の一連
の射撃の後に修正を加えることができ、次の射撃
までの間に遅れがあることから偏向の修正を若干
大きくすることにより命中が得られる。しかし数
分経過すると偏向量は大きく変化し、同様の修正
あるいは単純な最適照準では発光源の方向は標的
に向かないことになる。従つて、新たな交戦で生
じ得る“ranging shot”、あるいは砲弾の一群
（“batch”）が変わつた場合に相当し、命中しな
い。カウンタ６８ａ，６８ｅの周期は互いに倍数
関係にはないことから、乗員が周期を読み取つた
り周期的な修正を行なつたりすることは避けられ
る。

第４図及び第６図はブロツク図で描いてある
が、第５図及び第７図に示す機能は適切にプログ
ラムされたデイジタル計算機で同様に実現するこ
とができる。この場合、周期ｔを得るには計算機
に一定間隔で割込みをかければ良い。

第１図では検出器５は標的側戦車４に設けられ
ているが、検出器５を発光源２と共に攻撃側戦車
１に設けてもこの発明は同様に適用できる。この
場合、標的側戦車に当つた光ビームは標的側戦車
４に着けられた反射板によつて検出器５に戻す様
にすれば良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は戦車対戦車の訓練を示す模式図、第２
図はこの発明に用いる発光源の斜視図、第３図は
兵器訓練システムの一般的な構成を示すブロツク
図、第４図はこの発明に関連する参考例の構成を
示すブロツク図、第５図は第４図に示す参考例の
動作を示す流れ図、第６図はこの発明実施例の構
成を示すブロツク図、第７図は第６図に示す実施
例の動作を示す流れ図である。 １……攻撃側の戦車、２……発光源、３……主
砲、４……標的側の戦車、５……検出器、２０，
２４……レーザダイオード、２２，２６……集光
レンズ、２８……フレーム、３０……軸、３２…
…サブフレーム、３４……ネジ、３６……モー
タ、３８……ウオームギア、４０……ベアリン
グ、４２……基台、４４……ネジ、４６……モー
タ、５０……走査制御器、５２……距離測定回
路、５４……シーケンス制御器、５６……レーザ
駆動回路、５８……命中表示器、６０……カウン
タ、６２……メモリ、６４……比較器、６６……
カウンタ、６８ａ，６８ｅ……カウンタ、７０
ａ，７０ｅ……乗算器、７２……メモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 兵器の射撃照準精度評価に標的までの距離に
   依存する確率的要素を取入れた兵器訓練方法であ
   つて、適切照準に相当する基準方向の近傍を電磁
   波のビームによつて走査して前記ビームが前記標
   的に命中したか否かにより照準精度を評価するも
   のにおいて、被膜擬実弾の一群から別の一群への
   特性の変化を表すように時刻に対して値が漸次変
   化する変数を発生させることと、前記変数の値を
   前記確率的要素に従つて修正することと、および
   前記走査を行なう前に前記修正された変数の値に
   応じて前記ビームを前記基準方向から偏向させる
   こととを含む兵器訓練方法。 ２ 特許請求範囲第１項記載の兵器訓練方法にお
   いて、前記変数が時刻に対してステツプ状に変化
   し、各ステツプ間の時間間隔が不均一である兵器
   訓練方法。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の兵器訓練方法
   において、カウンタをあらかじめ決めた最大計数
   値まで増加させ、前記最大計数値を不均一に分割
   した値であるトリガ値に前記カウンタの内容が達
   した時点で前記変数の値を一定量だけ変化させる
   兵器訓練方法。 ４ 特許請求の範囲第１〜第３項記載の兵器訓練
   方法において、異なる速度で変化する直交２成分
   から成るベクトルとして前記変数を発生する兵器
   訓練方法。 ５ 特許請求の範囲第１〜第４項記載の兵器訓練
   方法において、兵器を照準する時間間隔に比較し
   て長い周期に渡つて周期的に前記変数が変化する
   兵器訓練方法。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の兵器訓練方法に
   おいて、前記変数が変化する間の時間間隔が、兵
   器照準の時間間隔と同程度のオーダである兵器訓
   練方法。 ７ 特許請求の範囲第１〜第６項記載の兵器訓練
   方法において、前記ビームの偏向が、標的の距離
   によつて変化する値に応じて変化する兵器訓練方
   法。 ８ 兵器の射撃照準精度評価に標的までの距離に
   依存する確率的要素を取入れた兵器訓練装置であ
   つて、適切照準に相当する基準方向の近傍を電磁
   波のビームで走査する走査手段を含み、前記ビー
   ムが前記標的に命中したか否かにより照準精度を
   評価するものにおいて、被模擬実弾の一群から別
   の一群への特性の変化を表すように時刻に対して
   値が漸次変化する変数を発生する手段と、前記変
   数の値を前記確率的要素に従つて修正する手段と
   を有し、前記走査手段は前記走査を行なう前に前
   記修正された変数の値によつて前記ビームを前記
   基準方向から偏向させる兵器訓練装置。 ９ 特許請求の範囲第８項記載の装置において、
   前記変数が時刻に対してステツプ状に変化し、各
   ステツプ間の時間間隔が不均一である兵器訓練装
   置。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の装置におい
   て、前記変数発生手段が変数を発生させる際に、
   カウンタをあらかじめ定められた最大計数値まで
   増加させ、前記最大計数値を不均一に分割した値
   であるトリガ値に前記カウンタの内容が達した時
   点が前記変数の値を一定量だけ変化させる兵器訓
   練方法。 １１ 特許請求の範囲第８〜第１０項記載の兵器
   訓練装置において、前記変数発生手段が異なる速
   度で変化する直交２成分から成るベクトルとして
   前記変数を発生する兵器訓練装置。 １２ 特許請求の範囲第８〜第１１項記載の兵器
   訓練装置において、兵器を照準する時間間隔に比
   較して長い周期に渡つて周期的に前記変数が変化
   する兵器訓練装置。 １３ 特許請求の範囲第１２項記載の兵器訓練装
   置において、前記変数が変化する間の時間間隔
   が、兵器照準の時間間隔と同程度のオーダである
   兵器訓練装置。 １４ 特許請求の範囲第８〜第１３項記載の兵器
   訓練装置において、前記ビームの偏向が、標的の
   距離によつて変化する値に応じて変化する兵器訓
   練装置。