NL8302242A - Digitale ballastica-rekeninrichting voor een afvuurgeleidingssysteem van een van loop voorzien vuurwapen. - Google Patents

Description

-1-

DigitaXe ballastica-rekeninrichting voor een afvuurge-leidingssysteem van een van loop voorzien vuurwapen.

De uitvinding heeft betrekking op een digitale ballastica-rekeninrichting voor een afvuurge-leidingssysteem van een van loop voorzien vuurwapen, die voor tevoren bepaalbare schietgegevens zoals de afstand 5 tot het doel, de munitiesoort en omgevingsparameters de ballasticagegevens van de projectielbaan zoals de opzet, het looptraject en/of de vluchttijd berekent.

Voor het berekenen van de ballastische gegevens zoals de opzet en het looptraject van het van 10 een loop voorzien vuurwapen of de vluchttijd van het projectiel in afhankelijkheid van de momentele schietgegevens zoals de afstand tot het doel, de munitiesoort en omgevingsparameters zoals bijvoorbeeld de luchtdruk, luchttemperatuur, langswindsnelheid enz. worden door de 15 munitiefabrikant voor elke munitiesoort zogenaamde schiet-tabellen samengesteld, die de opzet, vluchttijd en het looptraject voor afzonderlijke afstanden bij vastgestelde omgevingsvoorwaarden en omgevingsparameters bevatten. Deze omgevingsvoorwaarden korresponderen bijvoorbeeld met de 20 ICAO-atmosfeer en zijn de zogenaamde standaardvoorwaarden. Van de standaardvoorwaarden afwijkende omgevingsparameters worden als onderling onafhankelijk gezien en zijn in de schiettabellen opgenomen als correctiegrootheden.

In bekende ballastica-rekeninrichtingen 25 worden voor het berekenen van ballasticagegevens in de rekeninrichting continue funkties, die de onder standaardvoorwaarden geldige schiettabelgegevens benaderen zo goed als mogelijk nabebootst doordat deze funkties hetzij de basis van de schakelingsopbouw vormen (bij analoge rekeninrich-30 tingen) hetzij de basis van het gerealiseerde programma voorstellen (bij digitale rekeninrichtingen) waarbij in het laatste geval formules voor het berekenen van de opzet, het looptraject en de vluchttijd in hardware en software worden geprogrammeerd. De structuur van deze de schiettabelgegevens 35 benaderende funkties is geldig voor alle munitiesoorten, terwijl de in de funkties aanwezige coëfficiënten enerzijds 8302242 -2- • » slechts voor één munitiesoort gelden en anderzijds overeenkomstig de correctiegrootheden bij van de standaardvoorwaarden afwijkende omgevingsparameters moeten worden gevarieerd .

5 Het gebruikmaken van een enkele structuur van de funkties voor alle munitiesoorten is zoverre nadelig, als met een enkele structuur niet alle voor onderling verschillende munitiesoorten geldige schiettabellen voldoende nauwkeurig kunnen worden benaderd. Dit heeft tot gevolg, 10 dat enerzijds de berekende ballasticagegevens voor onderling verschillende munitiesoorten van verschillende nauwkeurigheid zijn en anderzijds een naderhand uitrusten van het vuurwapen met een nieuwe munitiesoort alleen dan mogelijk is wanneer de aanwezige funktiestructuur ook de schiet-15 tabellen van de nieuwe munitiesoort zonder extra coëfficiënten voldoende nauwkeurig kan benaderen, hetwelk zeer zelden gelukt.

Verder treedt dikwijls het probleem op, dat de met de eerste munitiesoort opgestelde schiettabellen 20 na verloop van tijd worden veranderd en wel zowel met betrekking tot het aantal en de soort als met betrekking tot de waarden van de schiettabelparameters. Dergelijke veranderingen kunnen in de ballasticarekeninrichtingen niet zonder aanzienlijke veranderingen van de hardware en 25 software worden over genomen.

Een verder nadeel bij de bekende ballasticarekeninrichtingen is gelegen in de convergentieverhouding van de benaderingsverwerkingen. Deze is afhankelijk van de gekozen structuur van de funkties en van aanvullende nood-30 zakelijke benaderingsparameters zoals bijvoorbeeld de begin-waarden. Daar het dikwijls niet-lineaire optimeringsproble-men betreft, is het langdradig om een bevredigende oplossing te vinden.

De uitvinding heeft ten doel een digitale 35 ballastica-rekeninrichting van de bovengenoemde soort te verschaffen, die bij een voldoende nauwkeurigheid in de berekening van de ballasticagegevens flexibel is ten opzichte van alle veranderingen van de schiettabellen en ook met betrekking tot de verwisseling van munitiesoorten of het nader-40 hand uitrusten met nieuwe munitiesoorten.

8302242 -3-

Volgens de uitvinding wordt dit oogmerk bereikt door te voorzien in een digitale ballasticareken-inrichting van de bovengenoemde soort, die gekenmerkt wordt door een digitale geheugeneenheid met afzonderlijk opge-5 slagen discrete schiettabelwaarden voor elke voor het gebruik in het vuurwapen verschafte munitiesoort, welke waarden korresponderen met de in schiettabellen opgenomen gegevens of hiervan afzonderlijk zijn afgeleid, en door een op de geheugeneenheid aansluitende benaderingsrekeneenheid, 10 die enerzijds de schietgegevens krijgt toegevoerd en anderzijds voor de toegevoerde schietgegevens uit de afzonderlijke schiettabelwaarden de ballasticagegevens bepaalt door benadering, bijvoorbeeld interpolatie of extrapolatie.

Bij de ballasticarekeninrichting volgens 15 de uitvinding worden voor het berekenen van de ballastische gegevens direkt de voor de betreffende munitiesoort geldige schiettabellen gebruikt en niet funkties, die van hun kant reeds deze schiettabellen slechts benaderen. Hierdoor is enerzijds geen kostbare benadering van de schiettabellen 20 nodig en anderzijds ontfetaan slechts zeer kleine benaderings-fouten door de benaderingsrekeneenheid. De nauwkeurigheid van de door de ballastica-rekeninrichting afgegeven ballastische gegevens is even nauwkeurig als de schiettabellen.

Bij het inbrengen van een munitiesoort is het verwisselen 25 of inbrengen van korresponderende geheugenelementen van de geheugeneenheid nodig. Veranderingen aan de benaderingsrekeneenheid of in het rekenprogramma hiervan zijn niet vereist. De in de schiettabellen opgenomen gegevens kunnen hierbij direkt, derhalve onveranderd als schiettabelwaarden 30 afzonderlijk worden opgeslagen. Voor een betere benutting van het dynamicagebied van de geheugeneenheid is het evenwel gunstig als schiettabelwaarden niet de oorspronkelijke schiettabelgegevens te nemen, doch uit de schiettabelge-gevens grootheden afzonderlijk af te leiden, bijvoorbeeld 35 door het logaritme nemen of normeren en de aldus verkregen grootheden als schiettabelwaarden afzonderlijke op te slaan.

Een gunstige uitvoeringsvorm volgens de uitvinding is hierdoor gekenmerkt, dat de geheugeneenheid nog aanvullende informatiegegevens voor de opbouw en omvang 40 van de schiettabellen zoals de schiettabellengte, het aantal S302242 m i -4- schiettabelparameters en dergelijke bevat, waarbij in het bijzonder kan zijn zorggedragen, dat de schiettabelwaarden in standaardwaarden en aanvullingswaarden gescheiden afzonderlijk zijn opgeslagen en met de toegevoegde informa-5 tiegegevens een voor telkens één munitiesoort geldige schiettabelgegevensreeks vormen. Door deze schiettabel-informatiegegevens kunnen de afzonderlijk opgeslagen schiettabelwaarden met behulp van een algemeen rekenprogramma in benaderingsrekeneenheid worden verwerkt. Daar dit 10 rekenprogramma slechts afhankelijk is van de structuur van de schiettabelinformatiereeksen en niet van de inhoud hiervan, wordt bereikt, dat bij veranderingen van de schiet-tabellen, bijvoorbeeld door het invoeren van een nieuwe munitiesoort met mogelijk nieuwe of aanvullende parameters, 15 geen programmaveranderingen vereist zijn.

Een gunstige uitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt verder hierdoor gekenmerkt, dat de digitale geheugeneenheid is uitgevoerd als permanent geheugen met bij voorkeur verwisselbare geheugenelementen, bijvoor-20 beeld PROM's, waarbij in het bijzonder is zorggedragen, dat in telkens een geheugenelementeen voor één munitiesoort geldige schiettabelgegevensreeks afzonderlijk is opgeslagen. Door toevoegen van volledige schiettabelgegevensreeksen aan ruimtelijk van elkaar scheidbare geheugenplakken wordt 25 een verwisseling of een vermeerdering van de schiettabelgegevensreeksen in de geheugeneenheid vergemakkelijkt.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegélicht aan de hand van de tekening, waarin bij wijze van voorbeeld een gunstige uitvoeringsvorm van de inrich-30 ting volgens de uitvinding is weergegeven.

Hierin toont: fig.1 een blokschema van een digitale ballastica-rekeninrichting, fig.2 een uittreksel van een voor één 35 munitiesoort geldige schiettabel, en fig.3 een grafische voorstelling van een meer dimensionale interpolatiebewerking.

De in fig.1 blokschematisch weergegeven digitale ballasticarekeninrichting voor een afvuurgeleidings-40 systeem van een van loop voorzien wapen bevat een geheugen- 8302242 *> m -5- eenheid 10, een hierop aansluitende benaderingsrekeneenheid 11 en een ingang/uitgang-stuurinrichting 12, waarmede de stroomingangs- en uitgangsgegevens naar en van de benaderingsrekeneenheid 11 wordt gestuurd. De rekeneenheid 10 5 is onderverdeeld in een aantal geheugenelementen of geheu-genplakken 13, die ruimtelijk gescheiden van elkaar zijn uitgevoerd. Elke geheugenplak 13 kan bijvoorbeeld worden gerealiseerd door een PROM.

Voor het berekenen van de ballastische 10 gegevens zoals de opzet en het looptraject van het vuurwapen en de vluchttijd van het projectiel worden door de munitiefabricant voor elke voor het van loop voorzien wapen bestemde munitie zogenaamde schiettabellen geleverd..

Een uittreksel van dergelijke schiettabellen is weer-15 gegeven in fig.2. In de in-fig.2 boven weergegeven en met "0" aangeduide schiettabel is bijvoorbeeld de opzethoek £ als funktie van de doelafstand R aangegeven. Deze afhankelijkheid is geldig onder zogenaamde standaardvoorwaarden.

Deze standaardvoorwaarden komen overeen met vastgestelde 20 kenmerkende omgevings- en munitieparameters zoals bijvoorbeeld de ICAO (International Civil Aviation Organisation)-voorwaarden en vereisen een bepaalde lucht- en kruittempera-tuur, een bepaalde luchtdruk en een bepaalde vuurmondsnel-heid. Afwijkingen van de ballastische gegevens bij afwij-25 kingen van de standaardvoorwaarden van de omgevingstemperatuur zijn als correctiegrootheden in zogenaamde aan-vullingstabellen opgenomen, die in fig.2 zijn aangeduid met I, II en III. De in de standaardtabel "O" aangegeven ballastische gegevens zijn overeenkomstig de in de aanvul- .

30 lingstabellen I, II en III aangegeven correctiegrootheden te veranderen, waarbij de correctiegrootheden als onderling onafhankelijk worden beschouwd. In de schiettabel in fig.2 is onder in de standaardtabel ’O" de vluchtbaan van het projectiel als funktie van de doelafstand onder 35 standaardvoorwaarden aangegeven, terwijl de aanvullings-tabellen I, II en III weer de korresponderende correctiegrootheden bij hiervan afwijkende omgevingsparameters omvatten.

Deze afzonderlijke gegevens van de schiet-40 tabellen zijn in de geheugeneenheid 10 als discrete schiet- 8302242 « t -6- tabelwaarden opgenomen, waarbij de voor onderling verschillende munitiesoorten geldige schiettafels in afzonderlijke geheugenplakken 13 afzonderlijk zijn opgeslagen.

De discrete schiettabelwaarden kunnen hierbij de in de 5 schiettabel opgenomen gegevens zelf zijn - zoals in het hieronder beschreven voorbeeld - of aan deze gegevens afzonderlijk zijn afgeleid, bijvoorbeeld door het logaritme-nemen of normeren. In aanvulling op deze schiettabelwaarden zijn in de afzonderlijke geheugenplakken 13 aanvullende 10 informatiegegevens over de opbouw en omvang van de afzonderlijk opgeslagen schiettabelwaarden afzonderlijk opgeslagen en wel toegevoegd aan de telkens voor êén munitiesoort geldige schiettabelwaarden. Deze informatiegegevens bestaan uit kentekening van de munitie, schiettabellengte 15 (aantal afstandsstappen), aantal schiettabelparameters, aantal steunplaatsen per parameter en afstandsstap, waarden van steunplaatsen, schaalindeling en stuurwoorden voor de toevoeging van omgevingsparameters aan de aanvullings-tabellen. De afzonderlijk opgeslagen discrete schiettabel-20 waarde uit de standaardtabellen (standaardwaarden), de aanvullingstabellen (aanvullingswaarden) en de afzonderlijk opgeslagen informatiegegevens vormen een zogenaamde schiet-tabelgegevensreeks, die telkens voor één munitiesoort geldig is en volledig in êén geheugenplak 13 is bewaard.

25 De verwerking van de afzonderlijk opge slagen schiettabelwaarden vindt plaats in de benaderings-rekeneenheid 11 door middel van een algemeen rekenprogramma. De momentele schietgegevens zoals de doelafstand en omgevingsparameters zoals bijvoorbeeld de luchtdruk, luchttem-30 peratuur, langs- en dwarswindsnelheid staan ter beschikking aan de uitgangen 14 van de ingang/uitgang-stuurinrichting 12 en worden van hieruit toegevoerd aan de benaderingsreken-eenheid 11. De benaderingsrekeneenheid 11 is zodanig uitgevoerd, dat zij met de toegevoerde momentele schietgegevens 35 uit de discrete schiettabelwaarden de dichtbij de momentele schietgegevens liggende steunplaatsen opzoekt en uit de uitgelezen steunplaatsen de ballastische gegevens bepaalt door meer^dimensionale interpolatie.

In fig.3 is een meer^dimensionale inter-40 polatiebewerking van de benaderingsrekeneenheid 11 voor een 8302242 -7- » » * doelafstand R en een luchtdruk p voor het bepalen van de verandering van de opzethoek als correctiegrootheid voor de hij ide doelafstand behorende opzethoek £ grafisch voorgesteld. De meerdimensionale interpolatie wordt hier-5 bij verwezenlijkt door een meervoudige ééndimensionale interpolatie.

Met de aan de benaderingsrekeneenheid 11 toegevoerde schietgegevens worden eerst de ballastische gegevens als uitgangsgrootheden aan de standaardtabellen 10 in afhankelijkheid van de ingevoerde doelafstand RQ bepaald door lineaire interpolatie tussen de beide naburige schiet-tabelwaarden. In het in fig.2 met dikke omlijning voorgestelde voorbeeld verkrijgt men op deze wijze de opzethoek £q voor de standaardvoorwaarden uit de schiettabelwaarden 15 overeenkomstig de standaardtabel "0" voor een tussen de afstanden Rg=500 meter en R^=600 meter liggende doelafstand Rq. In aansluiting hierop worden de aanvullingswaarden voor de opzethoek EQ, die door omgevingsparameters zijn beïnvloed, voor elke parameter afzonderlijk bepaaldi In het 20 in fig.3 voorgestelde voorbeeld wordt de invloed van de luchtdruk op de opzet in aanmerking genomen, waarbij de momentele luchtdruk pQ tussen de luchtdrukwaarde p^^ en p2 moet liggen, die in de schiettabelgegevensreeks opgenomen steunplaatsen van de luchtdruk voorstellen en in fig.2 25 gearceerd zijn voorgesteld. De momentele doelafstand Rq ligt tussen de steunplaatsen Rg en R^. Deze in het totaal vier steunplaatsen worden uitgelezen en in de benaderingsrekeneenheid 11 in een meervoudige ééndimensionale lineaire interpolatie bewerkt, waarbij uit de uitkomst hiervan de 30 daadwerkelijk in aanmerking te nemen opzetverandering A£Q is bepaald, die aan de bepaalde opzethoek £q toegevoegd wordt en als daadwerkelijke opzethoek £' afneembaar is aan de uitgangen 15 van de ingang/uitgang-stuurinrichting 12.

35 In het in fig.3 voorgestelde voorbeeld van de meervoudige ééndimensionale lineaire interpolatie wordt allereerst tussen de plaatsen p^, Rg en p^, R4 enerzijds en de plaatsen p2, Rg en p2, R^ anderzijds lineair geinterpoleerd. Als tussenuitkomst verkrijgt men de opzet _ 40 veranderingen en A£2 op de plaatsen p^ RQ en p2, Rq.

8302242 - ' % -8-

Tussen deze beide waarden wordt opnieuw lineair geïnterpoleerd en als uitkomst wordt de opzetverandering met betrekking tot de luchtdruk op de plaats pQ, RQ afgegeven. Deze zelfde interpolatiebewerking wordt voor alle andere 5 omgevingsparameters zoals bijvoorbeeld luchttemperatuur T, de langswindsnelheid v, de vuurmondsnelheidsafwijking Z)vQ enz. uitgevoerd. De totale opzet wordt dan verkregen uit de som van alle afzonderlijke waarden &£ plus de bepaalde opzethoek £ . Voor de beide verdere ballastische 10 gegevens zoals de voorlooptrajecthoek 7£ en de projectiel-vluchtsnelheid -.:t wordt dezelfde interpolatiebewerking tussen korresponderende schiettabelwaarden uitgevoerd.

De voor de momentele schietgegevens bepaalde momentele ballastische gegevens, opzethoek £' , looptrajecthoek 15 en projectielvluchttijd t’F zijn telkens aan êên van de uitgangen 15 van de ingang/uitgang-stuurinrichting 12 afneembaar.

De uitvinding is niet beperkt tot het bovenbeschreven uitvoeringsvoorbeeld. Het is bijvoorbeeld 20 niet noodzakelijk, dat de benaderingsrekeneenheid 11 de ballastische gegevens bepaalt uit de schiettabelwaarden door lineaire interpolatie. In plaats hiervan kunnen ook andere soorten benaderingsbewerkingen worden toegepast zoals bijvoorbeeld extrapolatie, waarbij interpolatie, 25 resp. extrapolatie volgens verschillende bekende werkwijzen zoals bijvoorbeeld door polynome eerste of hogere orde, spline-benadering of volgens de methode van de kleinste foutquadraat kan plaatsvinden. De afwijking van de aldus berekende opzet-, looptraject en vluchttijdwaarden van de 30 theoretische ballastische referentiewaarden kan op deze wijze willekeurig klein worden gemaakt.

-conclusies- 8302242

Claims (2)

1. 3. Ballastica-rekeninrichting volgens conclusie 2, hierdoor gekenmerkt , dat de schiettabelwaarden afzonderlijk gescheiden zijn opgeslagen in standaardwaarden en aanvullingswaarden en met de toegevoegde informatiegegevens 30 een voor telkens ëên munitiesoort geldige schiettabelgegevens reeks vormen.
2. 4. Ballastica-rekeninrichting volgens één der conclusies 1-3, hierdoor gekenmerkt, dat de digitale geheu- 35 geneenheid (10) is uitgevoerd als permanent geheugen met 8302242 -10- bij voorkeur verwisselbare geheugenelementen (13) , bijvoorbeeld PROM'S. 5.Ballastica-rekeninrichting volgens conclusie 3,of 4, hierdoor gekenmerkt, dat in telkens één geheugen-5 element (13) een voor één munitiesoort geldige schiettabel-informatiereeks afzonderlijk is opgeslagen. 6 .Ballastica-rekeninrichting volgens.''ëén der conclusies 1-5, hierdoor gekenmerkt , dat met de benaderings-10 rekeneenheid (11)een de overdracht van de ingangs- en uitgangsgegevens van de benaderingsrekeneenheid (11) sturende stuurinrichting (12) is verbonden, aan de ingangen (14) waarvan de schietgegevens liggen, terwijl aan de uitgangen (15) ervan de ballasticagegevens afneembaar ver-15 schijnen. 7.Ballastica-rekeninrichting volgens één der conclusies 1-6, hierdoor gekenmerkt, dat de benaderingsrekeneenheid (11) zodanig is uitgevoerd, dat zij met de toege-20 voerde schietgegevens uit de afzonderlijke schiettabel-waarden de dichtbij de schietgegevens gelegen steunplaat-sen opzoekt en uit de uitgelezen steunplaatsen de ballasticagegevens bepaalt door meerdimensionale interpolatie, bij voorkeur door een meervoudige ééndimensionale interpo-25 latie tussen de steunplaatsen. 8302242