NL8001798A

NL8001798A - FIREPLANE DEVICE FOR A FLIGHT PROTECTION SYSTEM.

Info

Publication number: NL8001798A
Application number: NL8001798A
Authority: NL
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1979-03-30
Filing date: 1980-03-27
Publication date: 1983-04-05
Also published as: GB2107834A; GB2107834B; IT1130704B; IT8020719A0; DE2912586C1; FR2518249A1

Description

· η-----1--ι ιι·?·Μ—ί·.> 0/0[^0/^b\· Η ----- 1 - ι ιι ·? · Μ — ί ·.> 0/0 [^ 0 / ^ b \

Vuurleidinginrichting voor een vliegafweerstelsel.Fire control system for an anti-aircraft system.

De uitvinding heeft hetrekking op een vuurleidinginrichting voor een vliegafweerstelsel onder toepassing van een digitale rekeninrichting waaraan door sensoren positie-informatie betreffende vliegende voorwer-pen wordt toegevoerd.The invention relates to a fire control device for an anti-aircraft system using a digital calculator to which position information concerning flying objects is supplied by sensors.

5 In een vuurleidinginrichting voor vliegafweerstelsels is de voor- houdrekeninrichting bijzonder belangrijk. Het probleem van de voorhoud-berekening bestaat daarin, het wapen zodanig te richten, dat het doel en het projektiel elkaar op hetzelfde moment op dezelfde plaats aantreffen. Zoals in de ter toelichting van de berekening van de trefpuntsvektor in 10 fig. 1 is weergegeven, moet voor de bepaling van deze trefpuntsvektor ry behalve de met de doelinformatie, die door een sensor wordt geleverd, ook rekening worden gehouden met het van de ballistiek van het projektiel afhankelijke projektieltrajekt. Voor het rekenkundig vaststellen van de voorhoud kunnen de volgende twee vergelijkingen worden opgesteld: 15 1. rT = rM + Vqqel · Tf (1) 2‘ Tf = fkogel of rT = fkogel (V (2)The retention calculator is particularly important in a fire control system for anti-aircraft systems. The problem of the hold-up calculation consists in aiming the weapon so that the target and the missile meet at the same place at the same time. As shown in Fig. 1 in the explanation of the calculation of the point of impact vector, in order to determine this point of impact vector ry, in addition to the target information supplied by a sensor, account must also be taken of the ballistics of the projectile-dependent projectile trajectory. For the arithmetic determination of the reserve the following two equations can be drawn up: 15 1. rT = rM + Vqqel · Tf (1) 2 "Tf = fkogel or rT = fkogel (V (2)

In vergelijking 1 wordt met r^ de meetpuntsvektor bedoeld, met VdOEL de doelsnelheid en met de vliegtijd van het projektiel (onbekend).In equation 1, r ^ is the measuring point vector, VdOEL is the target speed and the flight time of the missile (unknown).

Vergelijking 2 stelt een empirisch verkregen, niet algebralsche 20 funktie voor. De oplossing van het vergelijkingsstelsel (1) en (2) kan derhalve mathematisch alleen door een iteratieberekening geschieden.Equation 2 represents an empirically obtained, non-algebraic function. The solution of the equation systems (1) and (2) can therefore only be done mathematically by an iteration calculation.

In de voorhoudrekeninrichting kunnen voor de oplossing van de vergelijkingsstelsels 1 en 2 analoge of digitale rekeninrichtingen worden toegepast. Bij de toepassing van een analoge rekeninrichting wordt in het 25 algemeen gebruik gemaakt van een vergelijkingsschakeling met servostelsel. Daarbij bootst een as van de rekeninrichting de vliegtijd van het projektiel na. Een signaal dat verkregen wordt uit het verschil tussen de tref-puntsvektoren volgens de vergelijkingen 1 en 2 drijft deze as zolang aan, tot de juiste vliegtijd van het projektiel is vastgesteld.For the solution of the comparative systems 1 and 2, analog or digital calculators can be used in the disclosure calculator. When an analog computer is used, a comparison circuit with servo system is generally used. An axis of the computer simulates the flight time of the missile. A signal obtained from the difference between the target vectors according to equations 1 and 2 drives this axis until the correct flight time of the missile is determined.

30 Bij toepassing van een digitale rekeninrichting verloopt de op lossing meestal volgens de iteratiemethode. Een moeilijkheid hierbij is echter de noodzakelijke korte rekentijd, die ontstaat door de noodzaak van het real-time-bedrijf.When a digital calculator is used, the solution usually proceeds according to the iteration method. However, a difficulty here is the necessary short calculation time, which arises from the necessity of the real-time operation.

De uitvinding is nu gebaseerd op de probleemstelling om voor een 35 vuurleidinginrichting van de in de aanhef genoemde soort een bepaling van de voorhoud volgens een gewijzigde iteratiemethode met aanzienlijk ver- 8001798 f· . t ____________ _________--.The invention is now based on the problem definition for a fire control device of the type mentioned in the preamble, a determination of the reserve according to a modified iteration method with considerable variation. t ____________ _________--.

korte rekentijd mogelijk te maken.short calculation time possible.

Van de in n parallelle rekenprocessen vooraf gegeven waarden van de mogelijke vliegtijd van het projektiel wordt telkens die vliegtijd ge-zien als de tijd die de ware vliegtijd van het projektiel het meest nabij 5 komt, die bij de verschilvorming van de resultaten uit de beide vergelij-kingen van het vergelijkingsstelsel ten opzichte van de verschilwaarden uit de andere rekenprocessen de kleinste waarde levert. Hiernavolgend zijn voor de vaststelling van de vliegtijd van het projektiel een verge-lijking (3) uit n vergelijkingsstelsels (1), (2) aangegeven en wordt tel- 10 kens het verschil \r van de beide resultaten van elk vergelijkingsstelsel gevormd.Of the values of the possible flight time of the projectile predefined in n parallel calculation processes, that flight time is each time regarded as the time which comes closest to the true flight time of the projectile, which, when the results of the two comparisons are different -notes of the comparison system yields the smallest value compared to the difference values from the other calculation processes. In order to determine the flight time of the missile, a comparison (3) from n comparison systems (1), (2) is shown below, and each time the difference between the two results of each comparison system is formed.

rT10 = rM + ^Doel * Tfl ^rT10 = rM + ^ Target * Tfl ^

Tfl/V . (rT10 “ ΓΤ20^ = ΑΓ1 ΛTfl / V. (rT10 “ΓΤ20 ^ = ΑΓ1 Λ

rT20 = fkogel *Tfl* JrT20 = ball * Tfl * J

15 rTll = rM + ^Doel * Tf2 ]15 rTll = rM + ^ Target * Tf2]

Tf2/^ _ > (rTll ' rT21J = tez (3)Rf2 / ^ _> (rTll 'rT21J = tez (3)

rT21 = fkogel (Tf2} JrT21 = fball (Rf2} J

. **Tln + ^Doel * ^fn. ** Tln + ^ Target * ^ fn

Tfn /* ' (rTln " rT2n) = Arn ^Tfn / * '(rTln "rT2n) = Arn ^

20 rT2n = fkogel (TfnJ20 rT2n = f bullet (TfnJ

Van de n door in de tijd gelijke berekening verkregen n resultaten Ari wordt de kleinste waarde /\r^ m^n bepaald. Met de projektielvliegtijd Ip..,~die tot het resultaat m^n leidde, berekende trefpuntsvektor r-j... wordt voor de voorhoudbepaling gebruikt.The smallest value / \ r ^ m ^ n is determined of the n results Ari obtained by time-equal calculation. The target vector r-j ... calculated with the projectile flight time Ip .., ~ which led to the result m ^ n is used for the reserve determination.

25 0m het aantal noodzakelijke parallelle rekentrappen zo klein mogelijk te houden wordt volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uit-vinding uit de doelinformatie en r^ een benaderende waarde voor de projektielvliegtijd vastgesteld, die voor het verkrijgen van de benodigde verschiilende projektielvliegtijden voor de parallelle rekentrappen wordt 30 gevarieerd door een additieve waarde + m^t.In order to keep the number of necessary parallel computing stages as small as possible, according to a preferred embodiment of the invention from the target information and an approximate value for the projectile flight time is determined, which is obtained for obtaining the required different projectile flight times for the parallel computing stages. varied by an additive value + m ^ t.

Hierbij moet de waarde At zodanig worden gekozen, dat ^t = 2£ , waarbij met £ de vermoedelijke fout ten opzichte van de ware projektielvliegtijd wordt aangegeven.In this case, the value Δt must be chosen such that tt = 2 £, where £ indicates the probable error relative to the true projectile flight time.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van 35 fig. 2.The invention will now be further elucidated with reference to Fig. 2.

Fig. 2 toont een blokschema van een vuurleidingrekeninrichting.Fig. 2 shows a block diagram of a fire control calculator.

80 0 1 7 9 8 β i—'80 0 1 7 9 8 β i— '

De door een niet weergegeven sensor geleverde positie-informatie r^ en van het vliegend voorwerp bereiken parallel een trap 1 voor de koordinator-transformatie en voor de berekening van de snelheid en de versnelling, een trap 2 voor het bij benadering bepalen van de projektielvliegtijd Tfo en 5 de ingang van een aantal n rekeneenheden Dl, D2, ... Dn. In de rekeneenhe-den worden de voorhoudrekenbewerkingen en de ballistiekrekenbewerkingen uitgevoerd. De rekeneenhed’en zijn in de ingang bovendien met de uitgang van de trap 1 verbonden. Aan een verdere ingang van de rekeneenheid Dl wordt de bij benadering vastgestelde projektielvliegtijd vanuit trap 2 10 toegevoerd. Dienovereenkomstig ontvangen de rekeneenheden D2 ... Dn via telkens een opteltrap Asl, As2 ... Asn een gevarieerde projektielvliegtijd ' <Tf0 ± 2, ... nAt)«The position information r ^ of the flying object supplied by a sensor (not shown) in parallel reaches a stage 1 for the coordinator transformation and for the calculation of the speed and the acceleration, a stage 2 for the approximate determination of the projection flight time Tfo and 5 the input of a number of n calculation units D1, D2, ... Dn. In the calculation units, the hold-up calculations and the ballistic calculations are performed. The calculation units are also connected to the output of stage 1 in the entrance. The approximate projectile flight time from stage 2 is applied to a further input of the calculation unit D1. Accordingly, the calculation units D2 ... Dn each receive a varied projection flight time '<Tf0 ± 2, ... nAt) via an adder stage As1, As2 ... Asn.

Door de uitgangswaarden van elke rekeneenheid worden verschilwaar-den Kr 1, Ar2 ... Arn gevormd, die samen aan een als selektor werkende 15 trap 3 voor de minimumbepaling worden toegevoerd. Via een door de trap 3 gestuurde schakelaar S wordt de uitgangswaarde van die rekeneenheid Dl, D2 ... Dn voor de uiteindelijke berekening van de geschuthoek gekozen, die tot de vorming van de kleinste verschilwaarde Ar heeft gevoerd. De voor het richten van het wapen noodzakelijke signalen worden in trap 4 gevormd.Different values Kr 1, Ar 2 ... Arn are formed by the output values of each calculation unit, which are applied together to a selector stage 3 for the minimum determination. The output of that calculation unit D1, D2 ... Dn is selected via a switch S controlled by stage 3 for the final calculation of the gun angle which has led to the formation of the smallest difference value Ar. The signals necessary for aiming the weapon are formed in stage 4.

20 De volgens het selektieprincipe werkende beschreven inrichting voor de voorhoudberekening vereist ten opzichte van de iteratiemethode aanzienlijk minder rekentijd. De parallelle gelijksoortige opbouw van de rekeneenheden Dl, D2, ... Dn verleent bovendien aan een vuurgeleidings-rekeninrichting die volgens het beschreven principe werkt, een inherente 25 redundantie, dat wil zeggen het uitvallen van een of meer van de n-digitale rekeninrichtingen vermindert in het ongunstige geval alleen de rekennauw-keurigheid.The device for holding calculation described according to the selection principle requires considerably less computing time compared to the iteration method. Moreover, the parallel similar construction of the calculating units D1, D2, ... Dn imparts to a fire control calculating device operating according to the described principle an inherent redundancy, ie the failure of one or more of the n-digital calculating devices. in the unfavorable case only the calculation accuracy.

80017988001798

Claims

2. A fire control device according to claim 1, characterized in that said projectile flight time (T 1) which results in the least determination in the time-equal solution of the comparative system and the subsequent difference formation, is used for the preliminary determination.

Fire control device according to claim 1 or 2, characterized in that, for the execution of the simultaneous computing operations from the target information, an approximate value for the projectile flight time (Tfo) is determined, which is determined by an additive value + m / \ t is varied, where the value ^ t = 2S., where m = 25 0, 1, 2 ... (j - 1) and £. = the probable error between the true projectile flight time and the result obtained by this method projectile flight time T ^>. 8 0 0 1 7 S 8