NL7907997A

NL7907997A - Besturingsstelsel voor vuurblusmiddelen.

Info

Publication number: NL7907997A
Application number: NL7907997A
Authority: NL
Original assignee: Barr & Stroud Ltd
Priority date: 1978-11-02
Filing date: 1979-10-31
Publication date: 1980-05-07
Also published as: DE2944004A1; SE441033B; BE879752A; IT1119941B; NO154612B; SE7908868L; GB2033619B; FR2440537A1; US4404890A; NO793521L; AU5230879A; FR2440537B1; AU528487B2; IT7969129A0; GR64363B; GB2033619A; DE2944004C2; NO154612C

Description

i VO 8632 -1-

* 4,- ά I

Besturingsstelsel voor vuurblusmiddelen. j

De uitvinding heeft betrekking op een besturingsstel-sel voor vuurblusmiddelen, in het bijzonder een daarvan deel uitma-kende straalpijp.

Diverse uitvoeringsvormen van dergelijke besturings-5 stelsels voor een voor het blussen van een vuur bedoelde straalpijp zijn bekend; bij elk van deze bekende uitvoeringen is gebruik gemaakt van een waarnemingsinrichting met een visuele weergever door middel waarvan een bedieningspersoon een bepaald zichtgebied kan waarnemen. De waarnemingsinrichting en de bedieningspersoon bevinden; 10 zich in een draaibaar huis en teneinde het zichtveld in azimutrich-ting te veranderen worden het huis in zijn geheel en de waamemings— inrichting verdraaid. Dit huis heeft een aanzienlijke traagheid hetgeen een complicatie betekent met betrekking tot de door de bedieningspersoon uit te voeren operaties wanneer in het zichtveld een 15 zich bewegend doel wordt gezien, aangezien het een vereiste is van het computerprogramma waardoor het positioneren van de straalpijp wordt geleid, dat de bewegingsrichting en bewegingssnelheid van het doel worden geschat voordat de straalpijp naar zijn spuitstand wordt verplaatst, en een dergelijke schatting wordt in de regel gemaakt 20 door de bedieningspersoon die het zich voortbewegende doel volgt zodat het op de weergever ontstane beeld van dit doel wordt gehouden op een vaste plaats (bv. op het midden van de weergever).

Een besturingsstelsel voor een voor vuurbestrijding dienende straalpijp omvat volgens de uitvinding doelpositiebepalende 25 middelen; een computer die is ingericht voor het ontvangen van signalen representatief voor ballistische parameters, alsook vanaf genoemde positiebepalende middelen afkomstige signalen representatief voor een doelpositie, waarbij deze computer uitgaande van de aldus ontvangen signalen besturingssignalen voor het richten van de straal-30 pijp berekent; een straalpijpaandrij fmechanisme dat genoemde richt-besturingssignalen afkomstig van genoemde computer ontvangt, waarbij 790 7897 ί '*

-2- I

• 1 i van genoemde doelpositiebepalende middelen deel uitmaken een waar- ; nemingsinrichting met een visuele weergever waarop eerste en tweede beelden op elkaar gesuperponeerd kunnen worden weergegeven, waarbij het eerste beeld een zichtveld is en het tweede beeld een twee-dimen— 5 sionaal patroon met een voorafbepaald karakter is dat op bestuurba- ' re wijze en in hoofdzaak continu beweegbaar is over genoemde visuele! weergever in ten minste één richting, en een inrichting voor het bepalen van de afstand van een zich in het genoemde zichtveld bevindende doel, en een met de hand bedienbaar element waarmee het ge-10 noemde zichtveld kan worden gewijzigd, welke waamemingsinrichting verder omvat met. de. hand instelbare middelen voor het regelen van de snelheid waarmee het genoemde tweede beeld over genoemde visuele : weergever voortbeweegt waarbij tussen.deze met de hand instelbare middelen en de computer een verbinding bestaat,en een en ander zo-15 danig is ingericht dat van een zich in het genoemde zichtveld voort-bewegendfbel de afstand wordt bepaald door de afstandsbepalende inrichting, worden bepaald doordat de beweging van het tweede beeld door instelling van genoemde met de hand instelbare middelen daarmee wordt gesynchroniseerd.

20 Ter nadere toelichting van de uitvinding zal een uit voeringsvorm daarvan worden behandeld met verwijzing naar de tekening. In de tekening is: fig. 1 een blokschema ter illustratie van de algemene organisatie van een vuurleidingsstelsel; 25 fig. 2 een schema ter illustratie van de waamemings inrichting deel uitmakend van het stelsel volgens fig. 1; fig. 3 een schema met behulp waarvan de werking van een stelsel volgens de onderhavige uitvinding zal worden toegelicht; en 30 fig. 4 een illustratie van een uitvoeringsvorm van de waamemingsinrichting.

Het in fig. 1 weergegeven vuurleidingsstelsel omvat doelpositiebepalende middelen of wel een monitorstation 10 waarvan deel uitmaken een waamemingsinrichting 11 en een afstandsbepalende 790 7 9 97 .-3- r * inrichting 12 die is uitgevoerd in de vorm van een laser-afstands-meter, welke beide inrichtingen zijn ondergebracht in een (niet weergegeven) geschutskoepel, alsook zijn ingericht om een doelscène 13 te bewaken- Een computer 14 ontvangt ingangssignalen die represents— 5 tief zijn voor omgevingsparameters, zoals luchttemperatuur, barometrische druk, windrichting en snelheid, kompaskoers en zwaartekracht, welke signalen afkomstig zijn van sensoren 15. Signalen representa-y tief voor ballistische paraneters zoals ladings temperatuur, soort van gekozen ammunitie en buiging van de kanonloop, worden via een lei-10 ding 9 ingevoerd in de computer 14 die volgens een voorafbepaald programma vuurleidingssignalen berekent en deze signalen toevoert aan een aandrijfmechanisme 16 voor een kanon 17. De programmering van de computer (hetzij analoog, hetzij digitaal, hetzij een hybri-devorm) kan zijn gebaseerd op de bewegingsvergelijkingen zoals af-15 geleid in het boek "New Methods in Exterior Ballistics” van F.R.

Moulton. Een specifieke uitvoeringsvorm van een dergelijke computer ___ is beschreven in het Britse octrooischrift 1.285.722.

De waamemingsinrichting 11 omvat een visuele weergever die in het onderstaande nader gedetailleerd zal worden behandeld 20 en die wordt aanschouwd door een zich in een station 20 bevindende bedieningspersoon in.welk station is aangebracht een met de hand instelbaar element 21 dat wanneer dit wordt bediend tot gevolg heeft dat het zichtveld van de waamemingsinrichting 11 wordt veranderd.

Het station 10 is tevens via een schalmverbinding 22 gekoppeld met 25 de computer 14 teneinde signalen representatief voor een doelpositie te kunnen aanbieden.

De waamemingsinrichting 11 is nader gedetailleerd weergegeven in fig. 2 en omvat een oogstuk 30 met optische componenten 31A, 31B en 31C die lichtstraling afkomstig van de doelscène 13 30 langs een zichtlijn 30A leiden naar het oogstuk 30 waar het visuele beeld wordt gevormd. De component 31C is uitgevoerd in de vorm van een gedeeltelijk reflecterende vlakke spiegel, waarmee het mogelijk is om een door een patroongenerator 32 teweeg gebracht patroonbeeld te injecteren in de zichtlijn 30A zodat een bedieningspersoon dit beeld 79079 97 %

-4- I

ί i gesuperponeerd op de doelscène kan waarnemen. j

Een visueel, beeld dat typerend is voor hetgeen wordt j waargenomen door een bedieningspersoon via het oogstuk 30 is geil- ! lustreerd in fig. 3 waarbij is weergegeven een beeld van de doel-5 scène 13 met een daarop gesuperponeerd patroon gevormd door een stel: s vertikale lijnen 35A en een horizontale lijn 35B. j

De patroongenerator 32 is voorzien van een eerste met de hand instelbare inrichting 32A die werkzaam is om een schijnbare : zijdelingse beweging van de lijnen 35A te veroorzaken, en een tweede· 10 met de hand instelbare inrichting 32B waarmee een kanteling van de lijn 35B kan worden veroorzaakt. De zich binnen de generator 32 bevindende instelinrichtingen 32A en 32B voeden tevens de schalmver— ; binding 22 volgens fig.. 1. · ί

Wanneer het vuurleidingsstelsel volgens de onderhavi-15 ge uitvinding in werking is zoekt de bedieningspersoon een doel op door in eerste aanleg de geschutskoepel en de waamemingsinrichting 11 in azimutrichting te verplaatsen, waarbij de waamemingsinrichting wat elevatie betreft onafhankelijk beweegbaar is, en wanneer de-bedieningspersoon via de waamemingsinrichting 11 een doel ziet, 20 worden deze bewegingen beëindigd én elke'volgende beweging van het doel over het visuele weergeefscherm wordt gevolgd door het instellen (door de bedieningspersoon) van de inrichtingen 32A en 32B, teneinde een patroon van het beschreven formaat te verkrijgen waarbij de lijn 35B op één lijn is gelegen met de voortbewegingsrichting 25 van het doel en de lijnen 35A een beweging ondergaan (werkelijk of schijnbaar) die is gesynchroniseerd met de voortbewegingssnelheid van het doel. De instellingen van de inrichtingen 35A en 35B die zijn vereist om deze patroontoestand te verkrijgen worden toegevoerd aan de verbindingsschalm 22 voor eventuele invoer in de computer 14, zo-30 dat deze computer de vereiste voorloophoek van het geschut kan berekenen. Vervolgens worden door de bedieningspersoon met gebruikmaking van de inrichting 21 met de hand het geschut en de waamemingsinrichting aangedreven, zodat het . gemiddelde zichtmerkteken (GZM) op het doel is gecentreerd, waarbij door het in werking stellen van de 790 7 9 97 ”5“ " - ’ afstandsmeter 12 de doelafstand wordt bepaald, waarbij bij deze af- ' standsbepaling bet afstandssignaal en het voorloophoeksignaal automatisch via de verbindingsschalm 22 worden ingevoerd in de computer teneinde op.hatweergeefscherm een mikmerkteken te doen ontstaan.

5 Gemakshalve kan dit mikmerkteken de vorm hebben van een conventionele ellips waarvan de afmeting is bepaald door de afstand van het doel. Vervolgens brengt de bedieningspersoon door handbediening dit elliptische mikmerkteken op het doel door bediening van de inrichting 21 en vuurt vervolgens het kanon 17 af.

10 Met een vuurleidingssysteem volgens de onderhavige uitvinding worden de doelsnelheid en doelrichting gemeten zonder dat het is vereist om de geschutskoepel nadat het doel is waargenomen, te verplaatsen, hetgeen een belangrijk voordeel betekent in verband met de aanzienlijke traagheden van een dergelijke geschuts-15 koepel.

Gemakshalve wordt wanneer het elliptische mikmerkteken wordt geïnjecteerd in het zichtveld, het door de generator 32 geproduceerde patroon onderdrukt door een signaal afkomstig van de computer 14.

20 Het patroon dat het tweede beeld vormt op het beeld scherm heeft 1¾ voorkeur het bovenomschreven formaat alhoewel andere vormen daarvan mogelijk zijn. Het patroon kan bv. de vorm hebben van een reeks groter wordende cirkels die hun oorsprong hebben in een centraal punt, waarbij de mate van expansie van deze cirkels in-25 stelbaar is. Een eenvoudige vorm van dit patroon zou ook kunnen zijn een matrixconfiguratie van zich dicht bij elkaar bevindende vlekken waarvan de rijen afzonderlijk en in opeenvolging worden verlicht, zodat de indruk wordt gevestigd van een bewegende lijn, waarbij de snelheid waarmee de afzonderlijke rijen van vlekken worden verlicht 30 instelbaar is. Volgens een alternatief zal het patroon de vorm kunnen hebben van een matrixconfiguratie van loodrecht op elkaar verlopende lijnen waarbij elk stel voortbeweegt op de wijze zoals beschreven in verband met fig. 3.

De patroongenerator kan op verschillende wijzen zijn 790 7 9 97 s *ï

-6- I

uitgevoerd. Het patroon kan bv. worden teweeggebracht door middel j van een matrixconfiguratie van vloeibare kristallen of lichtemitte- 1 rende diodes of door een onder het bestuur van een servostelsel be- : weegbaar fysisch voorwerp. Volgens een alternatieve uitvoering kan ! 5 deze generator een kathodestraalbuis omvatten met ketens voor het ' besturen van de afbuiging. Het in fig. 3 weergegeven patroon waar- | bij. de lijnen 35Ά over het weergeefscherm schijnen te bewegen in de ; ene dan wel de andere richting en met een gekozen snelheid, kan wor-j den bepaald door de mate van misaanpassing tussen de aandrijffre— ’ 10 quentie voor de afbuiging in de Y-richting en de aandrijf frequentie ' voor de afbuiging in de X-richting, waarbij de lijn 35B wordt weer— ! gegeven in responsie op een oplichtpuls die wordt aangelegd gedurende _ i de terugslagperiode van de afbuiging voor de X-richting. De instel- ! inrichting 32A zal. derhalve de frequentie van het aandrijf signaal 15 ofwel voor de afbuiging in de X-richting ofwel in de Y-richting be- .

| sturen. Teneinde het in fig. 3 weergegeven patroon over een vooraf- : doen _ bepaalde hoek te~kantelen kan de instelinrichting 32B zijn uitgevoerd i in de vorm van een sinusvormig gewikkelde spanningsdeler die is ge^ 1 koppeld met twee mengketens die elk de X- en Y-dzbuïgiaandrijvingssignalen ont-20 vangen en waarvan de uitgangen resp. zijn gekoppeld met de aandrijf—' ketens voor afbuiging in de X-richting en in de Y-richting. j

Indien de lijn 35B over Θ graden wordt gekanteld en het aandrijfsignaal voor de afbuiging in de X-richting is gegeven als X' en het aandrijfsignaal voor de afbuiging in de Y-richting is 25 gegeven als Y', is het signaal zoals toegevoerd aan de X-afbuigspoel gegeven door: X' cos Θ - Y' sin Θ, terwijl het signaal dat wordt toegevoerd aan de Y-afbuigspoel is gegeven door 30 Y' cos Θ + X' sin Θ.

Een dergelijke inrichting is schematisch in fig. 4 weergegeven.

Een een kathodestraalbuis omvattende patroongenerator is in het bijzonder daarom bruikbaar aangezien de vorm van het pa- 7907 9 97 i -7- «r -> f troon, op eenvoudige wijze kan worden gevarieerd terwijl het patroon i met een hoge frequentie kan worden gegenereerd (bv. 160 rasters per j sec.) waarbij opeenvolgende rasters zeer dicht bij elkaar zijn gelegen, zodat dezelfde lijn van opeenvolgende rasters over een afstand ; 5 van slechts circa 0,1 mm is verschoven ten opzichte van de voorafgaande door die lijn ingenomen positie, waardoor het patroon schijn-: baar met een gelijkmatige snelheid over het zichtveld voortbeweegt.

Hierdoor wordt het volgen van doelen die voortbewegen met hoeksnel-heden in het gebied tussen 0,0001 radialen per sec. tot 0,1 radialen; 10 per sec., vereenvoudigd. Een een kathodestraalbuis omvattende pa-troongenerator maakt het tevens mogelijk dat het patroon onder elke ‘ gewenste hoek ten opzichte van de horizontaal kan worden georiën- i teerd zander dat enige mechanische of optische instelling nodig is. ;

In het geval waarin gebruik wordt gemaakt van een elliptisch mikmerk-15 teken, kan dezelfde een kathodestraalbuis omvattende patroongenera- ' tor worden gebruikt zowel voor het mikmerkteken alswel voor het bewegende patroon, hetzij op basis van in elkaar geschoven frames, zodat beide gelijktijdig zichtbaar zijn ofwel op basis van tijdverde-ling. Dit laatstbedoelde alternatief is bijzonder bruikbaar doordat 20 de kathodestraalbuis kan worden ingericht om het voortbewegende patroon neer te leggen, zodat het gehele visuele beeld door het patroon is bedekt, waarbij wanneer het doel op het visuele weergeef-scherm. eerst wordt gelokaliseerd de richting en snelheid van de beweging kunnen worden bepaald zoals in het voorafgaande werd beschreven 25 en.. voorafgaande aan de operatie waarbij het doel in het zichtveld wordt gecentraliseerd bij het GZM-teken. Wanneer het doel aldus is gecentraliseerd kan het patroon uiteindelijk nauwkeurig worden ingesteld terwijl de kathodestraalbuis in werking kan worden gesteld teneinde het mikmerkteken daaropvolgend te doen ontstaan. Zulks be-30 tekent een voordeel aangezien het synchroniseren van het voortbewegende patroon met het voortbewegende doel aanzienlijk meer tijd vergt dan een operatie waarbij de doelafstand wordt bepaald met de een laser omvattende afstandsmeter die automatisch op het beeldscherm van de kathodestraalbuis het mikmerkteken teweeg brengt.

790 79 97

Claims

1. Vuurleidingsstelsel voor geschut, gekenmerkt door doell- positiebepalende middelen (10);· een computer (14) die is ingericht j voor het ontvangen van signalen representatief voor ballistische | parameters (15, 9) alsook van genoemde positiebepalende middelen (10) i 5 afkomstige signalen representatief voor een doelpositie, en welke | computer is ingericht om uitgaande van deze signalen vuurleidings- ; signalen te bedelenen; een geschutsaandrijfmechanisme (16) dat is ge-' j koppeld om genoemde van genoemde computer afkomstige vuurleidings- j i signalen te ontvangen,· waarbij van genoemde doelpositiebepalende 10 middelen (10) deel uitmaken een waamemingsinrichting (11) met een j voor het weergeven van een zichtbaar beeld dienende inrichting (30) | waarop eerste en tweede beelden op elkaar gesuperponeerd kunnen worden gepresenteerd, waarbij het eerste beeld is gegeven als een zichts- ! veld (13) en het tweede beeld, is gegeven als een twee-dimensianaal | ···· 15 patroon (32) van een voorafbepaalde configuratie dat bestuurbaar en op ......i " " een in hoofdzaak continue wijze in ten minste één richting over ge— ' j l noemde weergeefinrichting (30) beweegbaar is, en een inrichting (12) * voor het bepalen van de afstand van een doel dat zich in het genoemde zichtveld (13) bevindt, en een met de hand instelbaar element (21) 20 voor het variëren van genoemd zichtveld; welke waamemingsinrichting (11) verder omvat met de hand instelbare middelen (32a, 32B) voor het regelen van de snelheid waarmee het genoemde tweede beeld over genoemde beeldweergeefinrichting (30) beweegt en een verbinding (22) tussen deze met de hand instelbare middelen (32A, 32B) en de compu-25 ter (14), waarbij een en ander zodanig is ingericht dat wanneer het stelsel in bedrijf is, van een zich in het genoemde zichtveld bevindend; doel de afstand wordt bepaald door de afstandsbepalende inrichting en de bewegingsrichting en bewegingssnelheid van dit doel worden bepaald door de beweging van het genoemde tweede beeld daar-30 mee te synchroniseren en wel door instelling van genoemde met de hand instelbare middelen.

------- 2. Stelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk dat ge- 790 7 9 97 ' -9**· noemde waamemingsinrichting omvat een patroongenerator (32) die is | ingericht voor het produceren van een patroon met een eerste stel | van evenwijdig aan elkaar verlopende lijnen (35A) en een enkele lijn! (35b) die loodrecht verloopt op elk van genoemde evenwijdig aan el- s 5 kaar verlopende lijnen, en van genoemde met de hand instelbare mid- ! delen deel uitmaken een eerste inste linrichting (32A) voor het rege-j len van de hoekstand van het patroon als af geheeld op de beeldweer- : i geefinrichting en een tweede instelinrichting (32B) voor het teweeg . i brengen van een schijnbare zijdelingse beweging van genoemde even- · 10 wij dig aan elkaar verlopende lijnen deel uitmakend van het genoemde ; ! eerste stel. ! ï i

3. Stelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk dat ge- j noemde waamemingsinrichting (11) omvat een patroongenerator (32) i i die is ingericht voor het produceren van een patroon bestaande uit 15 een reeks van groter wordende cirkels die uitgaan van een centraal , punt, en genoemde met de hand instelbare middelen (32A, 32B) zijn ingericht om de mate van expansie van deze cirkels te regelen. :

4. Stelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk dat van genoemde waamemingsinrichting (11) deel uitmaakt een patroongenera-; i 20 tor (32) die is ingericht voor het produceren van een patroon dat * is. gegeven als een matrixconfiguratie van loodrecht op elkaar verlopende lijnen of punten.

5. Stelsel volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk dat het genoemde patroon wordt gegenereerd door een 25. elektro-optische generator (fig. 4).

6. Stelsel volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk dat de afstandbepalende inrichting is uitgevoerd als een een iaseromvattende afstandbepalende inrichting. 30 790 7 9 97