NO147157B

NO147157B - ANTI-AIR PROTECTION SYSTEM.

Info

Publication number: NO147157B
Application number: NO764237A
Authority: NO
Inventors: Vittorio Spicci
Original assignee: Galileo Spa Off
Priority date: 1976-06-01
Filing date: 1976-12-14
Publication date: 1982-11-01
Also published as: BE853081A; GB1561670A; NO147157C; FR2353822B1; IT1070381B; CH612498A5; DE2658683A1; NO764237L; SE7614067L; DE2658683C2; FR2353822A1

Description

Oppfinnelsen vedrører et ildledningssystem beregnet for bruk The invention relates to a fire management system intended for use

i forbindelse med en hurtigskytende maskinkanon (kaliber mellom 20-30 mm) forsynt med følgeledd eller servomotorer beregnet til å styre kanonens bevegelse i både side og høyde. Med slike enheter kan kanonmannen ved hjelp av en spak med to frihetsgrader styre vinkelhastighetene til skuddlinjen (kanonens akse). Kanonmannen har en siktelinje som vanligvis er parallell med skuddlinjen. in connection with a rapid-firing machine gun (calibre between 20-30 mm) equipped with follower joints or servomotors intended to control the movement of the cannon in both side and height. With such devices, the gunner can use a lever with two degrees of freedom to control the angular velocities of the firing line (cannon axis). The gunner has a line of sight that is usually parallel to the line of fire.

Et vesentlig problem ved skyting mot beveglige mål, særlig A significant problem when shooting at moving targets, in particular

mot luftfartøy, er beregningen av forsprang vinkelen og forskyv-ningen av skuddlinjen tilsvarende i forhold til siktelinjen. Under ildgiving er det således nødvendig å gi avkall på paral-lelliteten mellom siktelinjen og skuddlinjen. Kanonmannen må kontinuerlig holde siktelinjen på målet, mens skuddlinjen må beveges med et forsprang som til enhver tid vil være av-hengig av målets avstand og hastighet. against aircraft, the calculation of the advance angle and the displacement of the line of fire is corresponding in relation to the line of sight. During fire, it is thus necessary to renounce the parallelism between the line of sight and the line of fire. The gunner must continuously keep his line of sight on the target, while the line of fire must be moved with a head start which will at all times depend on the target's distance and speed.

Oppfinnelsen vedrører et ildledningssystem for antiluftskyts, hvor det på en følgerskjerm under utnyttelse av en regnemaskin fremkommer lysmarkeringer som er representative for prosjektilbanen mot målet, og det som kjennetegner systemet ifølge oppfinnelsen er at lysmarkeringene danner en linje av lysende punkter, hvilken linje representerer forsprangvinkelen, idet linjens ene ende stemmer overens med skuddlinjens skandering, og data for forsprangvinkelen tilveiebringes av regnemaskiner som mottar estimerte data og følgedata tilført ved følgingen ved at målet holdes i overensstemmelse i den andre enden av den nevnte linjen, hvilke lyspunkter bæres av en konstruksjon :som kan rotere om det linjeendepunkt som stemmer overens med skuddlinjens skandering, hvilken rotasjon er en funksjon av orienteringen til forsprangvinkelen, idet det er anordnet optiske midler for projisering av bildet av et på denne måte oppnådd lysende segment på følgerskjermen, med en uendelig The invention relates to a fire control system for anti-aircraft fire, where light markings that are representative of the projectile path towards the target appear on a tracking screen using a calculator, and what characterizes the system according to the invention is that the light markings form a line of luminous points, which line represents the angle of advance, as one end of the line coincides with the scan of the line of fire, and data for the lead angle is provided by calculators that receive estimated data and tracking data added by the follow by keeping the target in line at the other end of said line, which light points are carried by a structure :which can rotate about the line endpoint corresponding to the line of fire scan, which rotation is a function of the orientation of the lead angle, optical means being provided for projecting the image of a luminous segment thus obtained on the follower screen, with an infinite

.kollimering. .collimation.

Oppfinnelsen gir et system med enkel oppbygging 'av enkel fremvisningsmetodikk, hvilket er av vesentlig betydning, The invention provides a system with a simple structure 'of simple presentation methodology, which is of significant importance,

særlig under hensyntagen til at kanonskytteren vil befinne seg i en spenningstilstand og derfor gis så enkle informasjon-er som mulig, samtidig som informasjonen er nøyaktig. especially taking into account that the gunner will be in a state of tension and therefore information is given as simple as possible, while the information is accurate.

Fordelaktig kan lyskildene dannes av lysemiterende dioder. Advantageously, the light sources can be formed by light-emitting diodes.

De nevnte optiske midler kan videre fordelaktig innbefatte en optisk blokk av reflekstypen, med en skrå halvreflekterende flate og en sfærisk kollimasjonsflate. Videre er det fordelaktig å la regnemaskinen motta estimerte, faste data så som målets lineære hastighet og minste tverravstand eller nodalavstanden, såvel som variable data under målfølgingen, så som vinkel-hastigheten til skuddlinjen og skuddlinjens elevasjonsvinkel og å la regnemaskinen levere forsprangvinkelen i digital form som et antall energetiserte lyspunkter, og at retningen til forsprangvinkelen .leveres som en vinkelrotasjonsbevegelse av bærekonstruksjonen. The aforementioned optical means can further advantageously include an optical block of the reflex type, with an inclined semi-reflective surface and a spherical collimation surface. Furthermore, it is advantageous to let the calculator receive estimated, fixed data such as the target's linear speed and minimum lateral distance or the nodal distance, as well as variable data during target tracking, such as the angular speed of the firing line and the elevation angle of the firing line and to have the calculator deliver the lead angle in digital form as a number of energized light points, and that the direction of the lead angle is provided as an angular rotational movement of the support structure.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til teg-ningene, hvor: The invention shall be explained in more detail with reference to the drawings, where:

fig. 1 viser kanonmannens siktfelt, fig. 1 shows the gunner's field of vision,

fig. 2. og 3 viser en utførelse av en optisk blokk kombinert med sikteinnretningen, i perspektivriss og i snitt, fig. 2. and 3 show an embodiment of an optical block combined with the aiming device, in perspective view and in section,

fig. 4, 5, 6 og 7 viser et frontriss og et snitt etter linjen V-V i fig. 4 gjennom en enhet beregnet til å danne det lysende segment, og en bæreanordning som vinkelbetjénes, i frontriss og i snitt etter linjen VII-VII i fig. 6 og fig. 8 viser innretningen montert på et våpen. Den nevnte forsprangvinkel kan betraktes som en orientert vektor, (som kjennetegnet av en modul og en retning) som forbinder sikt-linjen med skuddlinjen (se fig. 1). Den.nevnte vektor kan i kanonmannens siktfelt være representert som et segment TM med variabel lengde (forsprangvinkelens modul) og en orientering fig. 4, 5, 6 and 7 show a front view and a section along the line V-V in fig. 4 through a unit intended to form the luminous segment, and a support device which is operated at an angle, in front view and in section along the line VII-VII in fig. 6 and fig. 8 shows the device mounted on a weapon. The mentioned lead angle can be considered as an oriented vector, (characterized by a module and a direction) connecting the line of sight with the line of fire (see Fig. 1). The aforementioned vector can be represented in the gunner's field of vision as a segment TM with variable length (module of the angle of advance) and an orientation

som faller sammen med den momentane bevegelsesretning for målet, det vil si den "tilsynelatende kurs"-vinkel, vanligvis målt i forhold til horisonten, som antydet med vinkelen <S which coincides with the instantaneous direction of motion of the target, that is, the "apparent heading" angle, usually measured relative to the horizon, as indicated by the angle <S

i fig. 1. Segmentet vil rotere rundt sentrum av siktfeltet (punktet T) som i sin tur stemmer overens med kanonens skudd-linje. in fig. 1. The segment will rotate around the center of the field of view (point T) which in turn corresponds to the cannon's line of fire.

Utstyret ifølge oppfinnelsen materialiserer i hovedsaken den nevnte orienterte vektor eller segment (TM i fig. 1) i form av en lysende linje som fremkommer i siktfeltet i en egnet sikteanordning hvis optiske akse alltid holdes i flukt med kanonløpet. Den ene av vektorendene er fast og stemmer overens med punktet T som representerer skuddlinjen, mens punktet M definerer måler, det vil si siktelinjen. Hvis således kanonmannen utfører målfølgingen på en slik måte at han alltid holder målet i enden M av vektoren (det vil si den lysende linje), så vil skuddlinjen T ligge den nødvendige forsprangvinkel foran siktelinjen M. The equipment according to the invention essentially materializes the aforementioned oriented vector or segment (TM in Fig. 1) in the form of a luminous line that appears in the field of view of a suitable aiming device whose optical axis is always kept flush with the barrel. One of the vector ends is fixed and corresponds to the point T which represents the line of fire, while the point M defines the meter, that is the line of sight. Thus, if the gunner executes the target tracking in such a way that he always keeps the target at the end M of the vector (that is, the luminous line), then the line of fire T will be the required lead angle in front of the line of sight M.

Utstyret innbefatter en regnemaskin som kontinuerlig regner ut den momentane størrelsen til forsprangvinkelen TM og viser den frem, med styring av lengden og orienteringen til lyslinjen. Regnemaskinen utfører sine beregninger som en funksjon av de momentane følgedata, det vil si kanonens vinkel-hastigheter og dens elevasjonsvinkel, såvel som de estimerte data for målets kurs gitt av kanonmannen før følgingen starter. Regningen skjer under den forutsetning at målets hastighet er rettlinjet og jevn. Siktenheten som benyttes kan fordelaktig være av reflekstypen. Den innbefatter da en halvreflekterende flate hvorpå bildet av forsprangvinkelen, i form av en lysende linje, reflekteres og hvorigjennom man kan se omgivelsene direkte, uten forstørrelser eller restriksjoner. Som vist i fig. 2 og 3 kan reflekssikteinnretningen innbefatte to blokker 3 og 5 av optisk glass. Disse er tilformet på egnet måte og er limt sammen langs en metallisert flate 7 som utgjør den halvreflekterende flate. En flate 5A på det på denne måten tilveiebragt parallellepiped er sfærisk og metallisert på en slik måte at det dannes et sfærisk speil inne i blokken. The equipment includes a calculator that continuously calculates the instantaneous size of the lead angle TM and displays it, with control of the length and orientation of the light line. The calculator performs its calculations as a function of the instantaneous tracking data, that is, the gun's angular velocities and its elevation angle, as well as the estimated data for the target's course given by the gunner before the tracking starts. The calculation takes place under the assumption that the target's speed is straight and even. The sighting device used can advantageously be of the reflex type. It then includes a semi-reflective surface on which the image of the lead angle, in the form of a luminous line, is reflected and through which the surroundings can be seen directly, without magnification or restrictions. As shown in fig. 2 and 3, the reflex sight device may include two blocks 3 and 5 of optical glass. These are shaped in a suitable way and are glued together along a metallized surface 7 which forms the semi-reflective surface. A surface 5A on the parallelepiped provided in this way is spherical and metallized in such a way that a spherical mirror is formed inside the block.

Den motliggende flate 3A strekker seg langs en kompensasjons-kurve for avvikene til det sfæriske speil. Bildet av forsprangvinkelen kommer gjennom flaten 3A. Som vist særlig i fig. 3 vil bildet til den rettlinjede lyskilde komme inn som anvist med pilen fl og vil ses av kanonmannens høyre øye D sammen med den naturlige bakgrunn hvor det mulige mål kan ses. Det venstre øye S, som bare ser bakgrunnen, vil kunne overvåke et siktområde V som er nesten like stort som det man har ved fri, direkte sikt. The opposing surface 3A extends along a compensation curve for the deviations of the spherical mirror. The image of the lead angle comes through surface 3A. As shown in particular in fig. 3, the image of the rectilinear light source will enter as indicated by arrow fl and will be seen by the gunner's right eye D together with the natural background where the possible target can be seen. The left eye S, which only sees the background, will be able to monitor a field of vision V which is almost as large as that which one has with free, direct vision.

Det sfæriske speil 5A virker som en kollimator i forhold til lyskilden. Strålene ses således av øyet som om de kom i fra et uendelig punkt, på samme måte som man ser strålene fra målet i siktområdet. The spherical mirror 5A acts as a collimator in relation to the light source. The rays are thus seen by the eye as if they came in from an infinite point, in the same way as one sees the rays from the target in the field of view.

Sikteblokken 3, 5, innbefatter de deler som gir den rettlinjede kilde, monteres (se fig. 8) på en bæredel 9 som er opp-lagret regulerbart på en arm 11A på et hus 11, hvilket nøyak-tig gjengir elevasjonsvinkelen til kanonen B, og i tillegg følger denshorisontale bevegelser. The sighting block 3, 5, including the parts that provide the rectilinear source, is mounted (see fig. 8) on a support part 9 which is mounted adjustably on an arm 11A of a housing 11, which accurately reproduces the elevation angle of the cannon B, and in addition it follows horizontal movements.

Den lysende linje som materialiserer forsprangvinkelen i sikte-området til sikteinnretningen, dannes med en halvlederanord-ning montert på en vinkelbevegbar konstruksjon. Anordningen innbefatter flere (f.eks. ca. eller over 60) gallium arsenid emitterende dioder (LED), antydet med henvisningstallet 14 The luminous line that materializes the lead angle in the sighting area of the sighting device is formed with a semiconductor device mounted on an angularly movable structure. The device includes multiple (eg, about or over 60) gallium arsenide light emitting diodes (LEDs), indicated by the reference numeral 14

og samlet på en rett linje side om side slik at det dannes et'lysende segment sammensatt av en rekke lysende punkter. and collected in a straight line side by side so that a luminous segment composed of a number of luminous points is formed.

De lysende punkter kan energiseres, det vil si bringes til å lyse, uavhengig av hverandre ved hjelp av ledere 15X og 15Y The luminous points can be energized, i.e. brought to light, independently of each other by means of conductors 15X and 15Y

på en slik måte at det kan simuleres et lysende segment med en variabel lengde, med start i et utgangspunkt representert av en diode 14A som alltid lyser og representerer skuddlinjen, det vil si punktet T i fig. 1. De enkelte punkter har en in such a way that a luminous segment with a variable length can be simulated, starting from a starting point represented by a diode 14A which is always lit and represents the firing line, that is the point T in fig. 1. The individual points have a

avstand fra hverandre på ca. 0,5 mm og hele punktrekken har en lengde på ca. 30 mm. De emitterende dioder 14 er av en høybrilliant type og de kan være røde, hvilket garanterer en god kromatisk kontrast til himmelbakgrunnen. Diodene 14 er anordnet diagonalt under en transparent skjerm 16, i et hus 18. Enhetene 16 og 18 er montert på en skivelignende konstruksjon 20 som kan vinkelorienteres i samsvar med målets tilsynelatende kurs. Skjermen er anordnet på en slik måte at dioden 14A alltid korresponderer med skuddlinjen. Antall dioder 14 som energetiseres er slik at lengden av segmentet vil korrespondere med størrelsen til forsprangvinkelen. Dioden 14B, som representerer den motliggende ende i forhold til dioden 14A, representerer det punkt som skal bringes overens med målet, det vil si at den representerer siktelinjen M. Fokuslengden til den sfæriske speil 5A, som utgjør en del av sikteinnretningen, beregnes på en slik måte at hele den lysende linje presenteres for kanonmannen, med en vinkel på ca. 16°. Amplituden svarer i virkeligheten til den maksimale forsprangvinkel som man har ved flyvende mål med hastigheter opp til 350 m/sek. langs luftangrepskurser. Det lineære "gardin" av lysdioder, anordnet i det hermetiske hus 16, 18, som har en transparent åpning 16, er montert på den sirkulære plate 20 som er formet som en trykket krets, hvilken plate dreies av en servomekanisme som holder den tilsynelatende vinkel for målets kurs mekanisk, det vil si vinkelen S i fig. 1. distance from each other of approx. 0.5 mm and the entire point line has a length of approx. 30 mm. The emitting diodes 14 are of a highly brilliant type and they can be red, which guarantees a good chromatic contrast to the sky background. The diodes 14 are arranged diagonally under a transparent screen 16, in a housing 18. The units 16 and 18 are mounted on a disc-like structure 20 which can be angularly oriented in accordance with the apparent course of the target. The screen is arranged in such a way that the diode 14A always corresponds to the firing line. The number of diodes 14 that are energized is such that the length of the segment will correspond to the size of the lead angle. The diode 14B, which represents the opposite end in relation to the diode 14A, represents the point to be aligned with the target, that is, it represents the line of sight M. The focal length of the spherical mirror 5A, which forms part of the sighting device, is calculated on a in such a way that the entire luminous line is presented to the gunner, with an angle of approx. 16°. The amplitude corresponds in reality to the maximum lead angle that one has with flying targets at speeds of up to 350 m/sec. along air strike courses. The linear "curtain" of LEDs, arranged in the hermetic housing 16, 18, which has a transparent opening 16, is mounted on the circular plate 20 which is shaped like a printed circuit, which plate is rotated by a servo mechanism that maintains the apparent angle for the target's course mechanically, i.e. the angle S in fig. 1.

På denne måten oppnås en lysende linje som styres i lengde-retningen ved progressiv tenning av lysdioder og representerer størrelsen av forsprangvinkelen. Linjen vil også fremkomme riktig orientert ved at den tilsynelatende kursvinkel svinger rundt utgangspunktet T, det vil si dioden 14A, ifølge den tilsynelatende kursretning for målet, som stemmer overens med den korrekte orientering av forsprangvinkelen. Kanonmannen behøver således bare å holde enden M av den lysende forsprangvinkel som fremvises på skjermen, det vil si punktet dannet av In this way, a luminous line is obtained which is controlled in the longitudinal direction by progressive lighting of LEDs and represents the size of the lead angle. The line will also appear correctly oriented in that the apparent course angle oscillates around the starting point T, that is, the diode 14A, according to the apparent course direction for the target, which agrees with the correct orientation of the lead angle. The gunner thus only needs to hold the end M of the luminous lead angle displayed on the screen, i.e. the point formed by

dioden 14B på målet. the diode 14B on the target.

Regnemaskinen mottar noen verdier eller størrelser i form av spenninger, som er karakteristiske for målets bevegelse, og særskilt: målets lineære hastighet, nodalavstanden eller tverravstanden, den momentane vinkelhastighet for skuddlinjen, og elevasjonsvinkelen til skuddlinjen. The calculator receives some values or quantities in the form of voltages, which are characteristic of the target's movement, and in particular: the target's linear velocity, the nodal distance or transverse distance, the instantaneous angular velocity of the line of fire, and the elevation angle of the line of fire.

Målets lineære hastighet anslås av kanonmannen og innføres ved begynnelsen av følgingen. Vanligvis velger kanonmannen mellom 5 eller 6 verdier, mellom 150 og 350 m/sek. The target's linear speed is estimated by the gunner and entered at the start of tracking. Usually the gunner chooses between 5 or 6 values, between 150 and 350 m/sec.

Nodalavstanden eller tverravstanden er den minimumsavstand som bestemmes under flukten, som antas å være rettlinjet og jevn, mellom målet og følgestasjonen. Også her kan kanonmannen vanligvis velge mellom 5 eller 6 verdier mellom 300 The nodal distance or transverse distance is the minimum distance determined during the flight, which is assumed to be straight and uniform, between the target and the follower. Here too, the gunner can usually choose between 5 or 6 values between 300

og 800 m. Disse estimeringer lettes ved at kanonen vanligvis plasseres for forsvar av et spesielt mål" og at flyet må følge visse angrepskurser. and 800 m. These estimations are facilitated by the fact that the gun is usually placed for the defense of a special target" and that the aircraft must follow certain attack courses.

De to nevnte verdier innføres i regnemaskinen i form av like-strømsspenninger, valgt ved hjelp av enkle brytere. The two mentioned values are entered into the calculator in the form of direct current voltages, selected using simple switches.

I tillegg til de to estimerte verdier mottar regnemaskinen, også i form av likespenninger, data vedrørende de to vinkelhastighetene til skuddlinjen. Data vedrørende elevasjonsvinkelen til skuddlinjen innføres derimot mekanisk, det vil si som en rotasjonsvinkel for en akse. In addition to the two estimated values, the calculator receives, also in the form of DC voltages, data regarding the two angular velocities of the firing line. Data regarding the elevation angle of the firing line, on the other hand, is entered mechanically, that is, as a rotation angle for an axis.

Med disse input-data, to faste og tre variable under følg-ingen, kan den elektroniske regnemaskin, som er av analog-digitaltypen, arbeide kontinuerlig og gir to output-data: modulen til forsprangvinkelen og dens retning. Den første verdi tilføres som en numerisk elektrisk verdi, det vil si som antall lysdioder som skal lyse, med utgangspunkt i den første diode. Forsprangsvinkel-retningen er derimot en mekanisk verdi, det vil si en vinkelrotasjon (vinkelen 6) for en akse som tar med seg platen 20 hvorpå gitteret med lysdioder er montert. With these input data, two fixed and three variable during tracking, the electronic calculator, which is of the analog-digital type, can work continuously and provides two output data: the modulus of the lead angle and its direction. The first value is supplied as a numerical electrical value, that is, as the number of LEDs that should light up, starting from the first diode. The advance angle direction, on the other hand, is a mechanical value, that is to say an angular rotation (the angle 6) for an axis that takes with it the plate 20 on which the grid with LEDs is mounted.

Regnemaskinen utfører en tradisjonell kinematisk-ballistisk kalkulasjon, selv om det benyttes meget avansert teknologi. Oppfinnelsen vedører således ikke regnemaskinen som sådann, men bare benyttelsen av en regnemaskin ved innsikting og følging. The calculator performs a traditional kinematic-ballistic calculation, although very advanced technology is used. The invention thus does not concern the calculator as such, but only the use of a calculator for insight and following.

Claims

1. Fire control system for anti-aircraft fire, where light markings representative of the projectile trajectory towards the target appear on a follower screen using a calculator, characterized in that the light markings form a line of luminous points (14B-14A), which line represents the lead angle, as one of the lines end (14A) corresponds to the shot line (T) scan, and data for the lead angle is provided by the calculator which receives estimated data and tracking data added by tracking by keeping the target (M) in line with the other end (14B) of said line, which points of light are carried by a structure (20) which can rotate about the line end point (14A) which corresponds to the scan of the firing line (T), which rotation is a function of the orientation of the lead angle, optical means (3,5) being provided for projecting the image of a luminous segment obtained in this way on the follow-up screen, with an infinite collimation.

2. System according to claim 1, characterized in that the light sources are formed by light-emitting diodes (14).

3. System according to claim 1 or 2, characterized in that the said optical means (3, 5) include an optical block (5) of the reflex type, with an inclined semi-reflective surface (7) and a spherical collimation surface (5A).

4. System according to one of the preceding claims, characterized in that the calculator receives estimated fixed data such as the target's linear speed and minimum transverse distance, as well as variable data during target tracking, such as the angular velocities of the firing line and the elevation angle of the firing line, and that the calculator delivers the lead angle in digital form as a number of energized light points (14), and that the direction of the lead angle is delivered as an angular rotational movement (6) of the support structure (20).