RU2226715C2 - Tank ballistic computer - Google Patents
Tank ballistic computer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2226715C2 RU2226715C2 SU3169937/09A SU3169937A RU2226715C2 RU 2226715 C2 RU2226715 C2 RU 2226715C2 SU 3169937/09 A SU3169937/09 A SU 3169937/09A SU 3169937 A SU3169937 A SU 3169937A RU 2226715 C2 RU2226715 C2 RU 2226715C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- inputs
- output
- analog
- outputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемый танковый баллистический вычислитель (ТБВ) относятся к области вычислительной техники и предназначен для выработки углов прицеливания и бокового упреждения пушки при стрельбе артиллерийскими и управляемыми снарядами, выработки временного интервала установки взрывателя дня артиллерийских снарядов с подрывом на траектории, выработки сигнала "Запрет стрельбы" и времени задержки при стрельбе управляемыми снарядами, выработки зоны разрешения выстрела в системе управления огнем танка (СУОТ).The proposed tank ballistic computer (TBV) belongs to the field of computer technology and is designed to generate aiming angles and lateral anticipation of the gun when firing artillery and guided missiles, to develop a time interval for installing a fuse day of artillery shells with detonation on the trajectory, to generate a signal "Shooting" and time delays when firing guided projectiles, developing a resolution zone for a shot in the tank’s fire control system (SUOT).
Известно вычислительное устройство для ведения огня (патент США №3739153, кл. G 06 G 7/80), содержащее микротелефонную трубку, кнопки, реле, шкалы для ввода информации с помощью потенциометров. Счетно-решающее устройство вычисляет упрежденные координаты цели и выдает информацию зависимости угла прицеливания от дальности до цели, которая считывается со шкал потенциометров визуально. Это вычислительное устройство электромеханического типа обладает невысокой точностью и сравнительно низким быстродействием и требует постоянного внимания наводчика при работе.Known computing device for firing (US patent No. 3739153, CL G 06 G 7/80), containing a handset, buttons, relays, scales for entering information using potentiometers. The calculating and solving device calculates the anticipated coordinates of the target and provides information on the dependence of the aiming angle on the range to the target, which is read from the scales of the potentiometers visually. This computing device of the electromechanical type has low accuracy and relatively low speed and requires constant attention of the gunner during operation.
Известна также баллистическая вычислительная машина (патент Великобритании №1277251 по кл. G 4 G), содержащая первое множительное устройство и вторую группу множительных устройств. Первое множительное устройство умножает сигнал дальности на величину, зависящую от типа снаряда и особых условий, для получения сигнала нормализованной дальности. Вторые множительные устройства умножает сигналы времени полета и максимального вертикального угла возвышения на соответствующие константы для учета отклонений условий стрельбы от нормальных. Баллистическая вычислительная машина аналогового типа обладает высоким быстродействием, но сравнительно низкой точностью, обусловленной погрешностями аналоговых множительных устройств.Also known ballistic computer (UK patent No. 1277251 for CL G 4 G), containing the first multiplier device and the second group of multiplier devices. The first multiplier device multiplies the range signal by an amount depending on the type of projectile and special conditions to obtain a normalized range signal. The second multiplying device multiplies the signals of the flight time and the maximum vertical elevation angle by the corresponding constants to take into account deviations of the firing conditions from normal. An analog type ballistic computer has high speed, but relatively low accuracy due to errors in analog multiplier devices.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является танковый баллистический вычислитель, содержащий сумматоры, коммутаторы, потенциометры ввода поправок на изменение начальной скорости снаряда, расширение канала ствола, температуры воздуха, температуры заряда и атмосферного давления, блок ручного ввода дальности, фильтр нижних частот, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, цифровыми входами соединенные с выходами регистра дальности, шифратор, входы которого соединены с выходами первого коммутатора, первым аналоговым входом подключенного к выходу развязывающего усилителя, который соединен с первым входом первого сумматора, с входами потенциометров ввода поправок на изменение температуры заряда, начальной скорости снаряда и расширение канала ствола, счетчик времени, цифровые входы которого связаны с выходами регистра дальности, а управляющие входы - с блоком переключения баллистик и с устройством управления и синхронизации, первый блок аналогового запоминания, выход которого подключен к первому аналоговому выходу второго сумматора, выход первого аналого-цифрового преобразователя связи - с цифровыми входами третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей, причем аналоговый вход третьего цифроаналогового преобразователя соединен с шиной опорного напряжения канала β , а выход - с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с аналоговым выходом второго коммутатора, первый вход четвертого сумматора связан с выходом третьего коммутатора, аналоговый вход которого подключен к шине сигнала ветра, аналоговый вход четвертого цифроаналогового преобразователя подключен к шине сигнала крена, первый вход пятого сумматора соединен с первым выходом четвертого коммутатора, аналоговый вход которого связан с шиной опорного напряжения канала α , управляющие входы первого, второго и третьего коммутаторов подключены к блоку переключения баллистик, управляющий вход регистра дальности соединен с первым, а танковый вход со вторым выходом второго аналого-цифрового преобразователя, тактовый и управляющий входы которого связаны с устройством управления и синхронизации, первый аналоговый вход - с шиной сигнала скорости танка, второй аналоговый вход - с шиной сигнала курсового угла, аналоговый вход первого коммутатора связан с выходом мультиплексора, управляющий вход которого подключен к устройству управления и синхронизации, первый аналоговый вход - к шине опорного напряжения канала α , второй аналоговый вход - к шине сигнала крена, выход шифратора соединен с аналоговым входом блока прерывания, управляющий вход которого связан с устройством управления и синхронизации, а выход - с аналоговым входом первого цифроаналогового преобразователя и входом блока ручного ввода дальности, выход которого соединен с первым входом развязывающего усилителя, первый выход первого цифроаналогового преобразователя подключен ко второму входу развязывающего усилителя, а второй выход - к аналоговому входу первого переключателя режима, управляющий вход которого связан с устройством управления и синхронизации, а выход - со вторым входом развязывающего усилителя, выход которого соединен с аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя, управляющий вход которого подключен к пятому коммутатору, а выход - к входам потенциометров ввода поправок на изменение температуры воздуха и атмосферного давления, выходы которых соединены со вторым и третьим входами первого сумматора, четвертый вход которого связан с выходом шестого сумматора, аналоговыми входами подключенного к выходам потенциометров ввода поправок на изменение температуры заряда, расширение канала отвода и изменение начальной скорости снаряда, а управляющим входом - ко второму переключателю режима, связанному с устройством управления и синхронизации, выход первого сумматора соединен с аналоговым входом счетчика времени, с аналоговым входом фильтра импульсных помех, управляющий вход которого связан с блоком управления и синхронизации, а выход - со вторым входом пятого сумматора, третий вход которого подключен к выходу четвертого цифроаналогового преобразователя, четвертый вход - к шине сигнала вертикального наведения, пятый вход - ко второму выходу четвертого коммутатора, а шестой вход - к выходу шестого коммутатора, аналоговыми входами соединенного с выходами элементов ввода индивидуальных углов вылета снарядов в вертикальной плоскости, подключенных к шине опорного напряжения канала α , выход первого сумматора подключен к аналоговому входу седьмого коммутатора, два выхода которого связаны с входами первого и второго блоков аналогового запоминания, выход второго сумматора соединен с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя, цифровые входы которого подключены к устройству управления и синхронизации, третий вход третьего сумматора связан с выходом восьмого коммутатора, аналоговыми входами соединенного с выходами элементов ввода индивидуальных углов вылета снарядов в горизонтальной плоскости, подключенных к шине опорного напряжения канала β , управляющие входы третьего, пятого, шестого и восьмого коммутаторов и второго сумматора подключены к блоку переключения баллистик, а управляющие входы седьмого коммутатора - к устройству управления и синхронизации, связанному входом с шиной опорного напряжения канала α , аналоговые входы первого порогового блока, второго, девятого и десятого коммутаторов подключены к шине сигнала угловой скорости цели, второй аналоговый вход порогового блока соединен с шиной стабилизированного напряжения, выход порогового блока подключен к управляющим входам девятого и десятого коммутаторов, выходами подключенных к первому входу седьмого сумматора и второму входу четвертого сумматора соответственно, выход четвертого сумматора через последовательно соединенные третий блок аналогового запоминания и фильтр нижних частот соединен со вторым входом седьмого сумматора, выход которого подключен к третьему аналоговому входу мультиплексора, выход второго блока аналогового запоминания соединен со вторым аналоговый входом второго сумматора. Вычисления проводятся в аналого-цифровой форме. Аппроксимация баллистических функций осуществляется дробно-линейными функциями вида The closest technical solution to the claimed one is a tank ballistic computer containing adders, switches, potentiometers for inputting amendments to change the initial velocity of the projectile, expanding the bore, air temperature, charge temperature and atmospheric pressure, manual range input unit, low-pass filter, first and second digital-to-analog converters, with digital inputs connected to the outputs of the range register, an encoder whose inputs are connected to the outputs of the first switch, the first analog the first input of the decoupling amplifier connected to the output, which is connected to the first input of the first adder, with the inputs of the input potentiometers for adjusting the temperature of the charge, the initial velocity of the projectile and the expansion of the barrel, a time counter, the digital inputs of which are connected to the outputs of the range register, and the control inputs with a ballistic switching unit and with a control and synchronization device, the first analog storage unit, the output of which is connected to the first analog output of the second adder, the output of the first of an analog-to-digital communication converter — with digital inputs of the third and fourth digital-to-analog converters, the analog input of the third digital-to-analog converter connected to the voltage reference channel of channel β, and the output to the first input of the third adder, the second input of which is connected to the analog output of the second switch, the first the fourth adder input is connected to the output of the third switch, the analog input of which is connected to the wind signal bus, the analog input of the fourth digital-to-analog conversion The cable is connected to the roll signal bus, the first input of the fifth adder is connected to the first output of the fourth switch, the analog input of which is connected to the reference voltage bus of channel α, the control inputs of the first, second, and third switches are connected to the ballistic switching unit, the control input of the range register is connected to the first and the tank input with the second output of the second analog-to-digital converter, the clock and control inputs of which are connected to the control and synchronization device, the first analog input to the bus tank speed signal, the second analog input is with the heading angle signal bus, the analog input of the first switch is connected to the multiplexer output, the control input of which is connected to the control and synchronization device, the first analog input is connected to the channel voltage reference bus α, the second analog input is connected to the bus the roll signal, the encoder output is connected to the analog input of the interrupt unit, the control input of which is connected to the control and synchronization device, and the output to the analog input of the first digital-to-analog conversion by firing and the input of the range manual input unit, the output of which is connected to the first input of the decoupling amplifier, the first output of the first digital-to-analog converter is connected to the second input of the decoupling amplifier, and the second output is connected to the analog input of the first mode switch, the control input of which is connected to the control and synchronization device, and the output is with the second input of the decoupling amplifier, the output of which is connected to the analog input of the second digital-to-analog converter, the control input of which is connected to to the switch, and the output is to the inputs of the potentiometers for adjusting for changes in air temperature and atmospheric pressure, the outputs of which are connected to the second and third inputs of the first adder, the fourth input of which is connected to the output of the sixth adder, the analog inputs connected to the outputs of the potentiometers for inputting temperature changes charge, expansion of the tap channel and changing the initial velocity of the projectile, and the control input to the second mode switch associated with the control and synchronization device, the output of the first adder is connected to the analogue input of the time counter, to the analogue input of the impulse noise filter, the control input of which is connected to the control and synchronization unit, and the output is connected to the second input of the fifth adder, the third input of which is connected to the output of the fourth digital-to-analog converter, the fourth input is connected to vertical guidance signal bus, the fifth input is to the second output of the fourth switch, and the sixth input is to the output of the sixth switch, analog inputs connected to the outputs of the individual input elements of the vertical projection angles of the projectiles connected to the channel voltage reference bus α, the output of the first adder is connected to the analog input of the seventh switch, two outputs of which are connected to the inputs of the first and second blocks of analog storage, the output of the second adder is connected to the analog input of the analog-to-digital converter the digital inputs of which are connected to the control and synchronization device, the third input of the third adder is connected to the output of the eighth switch, analog inputs connected with the outputs of the input elements of the individual projection angles of the projectiles in the horizontal plane connected to the voltage reference channel of channel β, the control inputs of the third, fifth, sixth and eighth switches and the second adder are connected to the ballistic switching unit, and the control inputs of the seventh switch are connected to the control and synchronization device connected by the input to the channel voltage reference bus α, the analog inputs of the first threshold block, the second, ninth, and tenth switches are connected to the angular velocity signal bus For these purposes, the second analog input of the threshold block is connected to the stabilized voltage bus, the output of the threshold block is connected to the control inputs of the ninth and tenth switches, outputs connected to the first input of the seventh adder and the second input of the fourth adder, respectively, the output of the fourth adder through series-connected third analog memory unit and the low-pass filter is connected to the second input of the seventh adder, the output of which is connected to the third analog input of the multiplexer, the output d of the second block analog storage connected to the second analog input of the second adder. The calculations are carried out in analog-digital form. Ballistic functions are approximated by linear-fractional functions of the form
Данный вычислитель долгое время считался лучшим образцом, однако в процессе эксплуатации выявились следующие недостатки.This calculator has long been considered the best example, however, during operation, the following disadvantages were revealed.
1. Отсутствует учет относительной угловой скорости цели в вертикальной плоскости, что приводит к резкому снижению эффективности при стрельбе по движущимся целям в условиях горной местности и практически к невозможности стрельбы по низколетящим целям (типа вертолет), так как не вырабатывается угол упреждения в вертикальной плоскости. При этом величина ошибки прицеливания численно равна углу упреждения и может быть определена из чертежа (см. фиг.3), где Д - дальность до цели; Vц - скорость цели; Н - вертикальное перемещение цели; ψ - угловое перемещение цели; θ - угол между направлением движения цели и горизонтальной плоскостью.1. The relative angular velocity of the target in the vertical plane is not taken into account, which leads to a sharp decrease in efficiency when shooting at moving targets in mountainous terrain and to the almost impossibility of firing at low-flying targets (such as a helicopter), since the lead angle in the vertical plane is not generated. In this case, the magnitude of the aiming error is numerically equal to the lead angle and can be determined from the drawing (see Fig. 3), where D is the distance to the target; V c - target speed; N - vertical movement of the target; ψ is the angular movement of the target; θ is the angle between the direction of movement of the target and the horizontal plane.
Очевидно, что для Д>>Н справедливоObviously, for D >> H,
, ,
где t - текущее время.where t is the current time.
Тогда относительная угловая скорость цели в вертикальной плоскости определяется какThen the relative angular velocity of the target in the vertical plane is defined as
и величина угла упреждения при полетном времени tп должна бытьand the value of the lead angle at flight time t p should be
Например, если Д=2000 м (при этом tп=2,76 с),For example, if D = 2000 m (with t p = 2.76 s),
Vц=5 м/с, Θ =10° ошибка прицеливания составитV c = 5 m / s, Θ = 10 °, the aiming error will be
что практически приводит к промахам при стрельбе.which practically leads to misses when shooting.
2. Отсутствует учет переносной скорости снаряда при движении танка. Относительное изменение начальной скорости вылета снаряда составляет2. There is no accounting for the portable velocity of the projectile when the tank is moving. The relative change in the initial velocity of the projectile is
где VT - скорость танка;where V T is the speed of the tank;
q - курсовой угол;q - heading angle;
Vo - начальная скорость вылета снаряда.V o - the initial velocity of the projectile.
При Д=2000 м VT =20 м/с.At D = 2000 m V T = 20 m / s.
Величина ошибки (рассчитанная по алгоритму прототипа) составляет 1,3'.The error value (calculated by the prototype algorithm) is 1.3 '.
3. Отсутствует учет угла между пушкой и корпусом танка, что приводит к возникновению ряда погрешностей:3. There is no accounting for the angle between the gun and the hull of the tank, which leads to a number of errors:
а) при движении танка может возникать относительная угловая скорость линии визирования в том случае, если линия визирования не совпадает с направлением скорости танка (например, танк движется по склону). Так как относительная угловая скорость цели определяется как скорость движения линии визирования при слежении за целью, это приводит к появлению фиктивной угловой скорости цели и, в свою очередь, к ошибке прицеливания. Величина данной ошибки может быть определена из чертежа (см. фиг.4), где Д - дальность до цели; VT - скорость танка; H - вертикальное перемещение танка; ψ - угловое перемещение линии визирования; α - угол прицеливания (между пушкой и линией визирования); φ - угол между пушкой и корпусом танка.a) when the tank moves, the relative angular velocity of the line of sight can occur if the line of sight does not coincide with the direction of the speed of the tank (for example, the tank moves on a slope). Since the relative angular velocity of the target is defined as the speed of the line of sight when tracking the target, this leads to the appearance of a fictitious angular velocity of the target and, in turn, to the aiming error. The magnitude of this error can be determined from the drawing (see figure 4), where D is the distance to the target; V T - tank speed; H - vertical movement of the tank; ψ is the angular displacement of the line of sight; α is the angle of aim (between the gun and the line of sight); φ is the angle between the gun and the hull of the tank.
При Д&γτ; &γτ; НWhen D &γτ; &γτ; N
где ω вф - фиктивная относительная угловая скорость цели;where ω wf is the fictitious relative angular velocity of the target;
tп - полетное времяt p - flight time
При Д=2000 м, VT=5 м/с и углом между линией визирования и корпусом танка в 10° ошибка составляет 4,1;With D = 2000 m, V T = 5 m / s and an angle between the line of sight and the hull of the tank at 10 °, the error is 4.1;
б) при движении танка необходимо учитывать изменение угла прицеливания из-за векторного сложения скоростей снаряда и танка. При этом возникает изменение направления скорости снаряда, приводящее к ошибке угла прицеливания. Чтобы избежать ее, необходимо ввести поправку в угол прицеливания. Величина ошибки может быть определена из чертежа (см. фиг.5), где VT - скорость танка (вектор ); Vo - начальная скорость вылета снаряда (вектор ); V - итоговая скорость вылета снаряда (вектор ); φ - угол между корпусом танка и пушкой в вертикальной плоскости.b) when the tank moves, it is necessary to take into account the change in the aiming angle due to the vector addition of the projectile and tank speeds. This causes a change in the direction of the velocity of the projectile, leading to an error in the aiming angle. To avoid it, it is necessary to introduce a correction in the angle of aim. The magnitude of the error can be determined from the drawing (see figure 5), where V T is the speed of the tank (vector ); V o - the initial velocity of the projectile (vector ); V - total projectile departure speed (vector ); φ is the angle between the tank body and the gun in a vertical plane.
Величина, на которую изменяется угол прицеливания, может быть определена какThe value by which the aiming angle is changed can be defined as
При Vo>>VT и для малых значений y справедливоWhen V o >> V T and for small values of y,
При VT=10 м/с, Vo=800 м/с, φ =5° ошибка составляет 3,75'.At V T = 10 m / s, V o = 800 m / s, φ = 5 °, the error is 3.75 ' .
4. Отсутствует учет собственной скорости движения цели, что приводит к ошибкам при стрельбе по движущейся цеди.4. There is no accounting for the target’s own speed, which leads to errors when firing at a moving target.
Величину ошибки можно ориентировочно оценить, считая линейной зависимость угла прицеливания от дальности при малых отклонениях в окрестности выбранной точки, тогдаThe magnitude of the error can be estimated approximately, considering the linear dependence of the aiming angle on the range for small deviations in the vicinity of the selected point, then
Δ α ≥ KдVц(t+tп),Δ α ≥ K d V c (t + t p ),
где Кд - коэффициент линеаризации;where K d - linearization coefficient;
Vц - скорость цели;V c - target speed;
t - время между измерением дальности до цели и производством выстрела;t is the time between measuring the distance to the target and firing a shot;
tп - полетное время.t p - flight time.
Например, при дальности до цели 2000 м (Kд ∀ 0,043 угл.мин/м, tп =2,76 с) t=2 с, Vц=10 м/с ошибка составляет 2,1'.For example, when the range to the target is 2000 m (K d уг 0.043 ang.min / m, t p = 2.76 s) t = 2 s, V c = 10 m / s, the error is 2.1 '.
5. Отсутствует учет изменения угла прицеливания при стрельба с наличием бокового крена. Это изменение может быть выражено функцией:5. There is no accounting for changes in the aiming angle when shooting with the presence of a side roll. This change can be expressed by the function:
α =α 1cos γ ,α = α 1 cos γ,
где α - угол прицеливания с учетом бокового крена;where α is the aiming angle, taking into account the lateral roll;
α 1 - угол прицеливания, задаваемый таблицами стрельбы с учетом отклонений условий стрельбы от нормальных;α 1 - aiming angle defined by the shooting tables taking into account deviations of the shooting conditions from normal;
γ - угол бокового крена танка.γ is the angle of the side roll of the tank.
Из приведенной зависимости следует, что наличие бокового крена в 10° приводит к ошибке при вычислении угла прицеливания в 1,5%.From the above dependence it follows that the presence of a lateral roll of 10 ° leads to an error in calculating the aiming angle of 1.5%.
6. Часть выстрелов управляемыми реактивными снарядами производится, когда цель находится заведомо вне зоны поражения, зависящей от дальности до цели и ее скорости. Отсутствие в ТБВ расчетов зоны встреливания приводит к бессмысленной потере управляемых снарядов и снижению эффективности управляемого вооружения.6. A portion of the shots by guided missiles is fired when the target is obviously outside the affected area, depending on the distance to the target and its speed. The absence in the TBV calculations of the shooting zone leads to a meaningless loss of guided missiles and a decrease in the effectiveness of guided weapons.
7. В вычислителе отсутствует устройство расчета временных интервалов для установки взрывателя в артиллерийских снарядах с подрывом на траектории, в результате чего для определения полетного времени и соответственно времени установки взрывателя было необходимо устройство установки временных интервалов, использующее те же самые входные данные: дальность до цели, атмосферное давление, температуру воздуха и заряда, изменение начальной скорости снаряда, расширение канала ствола.7. The calculator does not have a device for calculating the time intervals for installing the fuse in artillery shells with detonation on the trajectory, as a result of which the device for setting the time intervals using the same input data was needed to determine the flight time and, accordingly, the time for installing the fuse: range to the target, atmospheric pressure, air temperature and charge, change in the initial velocity of the projectile, expansion of the barrel.
Целью настоящего изобретения является повышение эффективности стрельбы за счет увеличения точности вычислений. Эта цель достигается тем, что в танковый баллистический вычислитель, содержащий сумматоры, коммутаторы, потенциометры ввода поправок на изменение начальной скорости снаряда, расширение канала ствола, температуры воздуха, температуры заряда и атмосферного давления, блок ручного ввода дальности, фильтры нижних частот, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, аналоговые входы которых соединены соответственно с шинами опорных напряжений каналов вертикального (α ) и горизонтального (β ) наведения, управляющие входы первого коммутатора соединены с выходами блока переключения баллистик, а аналоговые входы соединены с выходами блоков ввода индивидуальных углов вылета снаряда в вертикальной и горизонтальной плоскостях, регистр дальности, на входы которого наступает код дальности, аналого-цифровой преобразователь, вход запуска которого соединен с первым выходом устройства управления и синхронизации, первый вход первого сумматора соединен с датчиком угла вертикального наведения, а второй вход - с выходом первого цифроаналогового преобразователя, выход первого сумматора является первым выходом ТБВ - каналом вертикального наведения, первый вход второго сумматора соединен с датчиком угла горизонтального наведения, а второй вход - с выходом второго цифроаналогового преобразователя, выход второго сумматора является вторым выходом ТБВ - каналом горизонтального наведения, блоки аналогового запоминания, развязывающий усилитель, первый управляемый фильтр нижних частот, первый вход которого соединен с виной датчика относительной угловой скорости цели в горизонтальной плоскости, второй вход - с шиной стабилизированного напряжения, первый и второй компараторыThe aim of the present invention is to increase the efficiency of shooting by increasing the accuracy of the calculations. This goal is achieved by the fact that in a tank ballistic computer containing adders, switches, potentiometers for entering corrections for changing the initial velocity of the projectile, expanding the bore, air temperature, charge temperature and atmospheric pressure, a manual range input unit, low-pass filters, the first and second digital-to-analog converters, the analog inputs of which are connected respectively to the voltage reference buses of the vertical (α) and horizontal (β) guidance channels, the control inputs of the first commutator The ora are connected to the outputs of the ballistic switching unit, and the analog inputs are connected to the outputs of the input units for individual projectile angles in the vertical and horizontal planes, a range register, at the inputs of which there is a range code, an analog-to-digital converter, the trigger input of which is connected to the first output of the control device and synchronization, the first input of the first adder is connected to the vertical angle sensor, and the second input is with the output of the first digital-to-analog converter, the output of the first sum the torus is the first TBV output - the vertical guidance channel, the first input of the second adder is connected to the horizontal angle sensor, and the second input is the output of the second digital-to-analog converter, the output of the second adder is the second TBV output - the horizontal guidance channel, analog memory blocks, decoupling amplifier, the first controllable low-pass filter, the first input of which is connected to the fault of the sensor of the relative angular velocity of the target in the horizontal plane, the second input - to the bus ilizirovannogo voltage, the first and second comparators
Введены второй управляемый фильтр нижних частот, первый вход которого соединен с шиной датчика относительной угловой скорости цели в вертикальной плоскости, а второй вход - с шиной стабилизированного напряжения, второй фильтр нижних частот, вход которого соединен с шиной сигнала угла положения пушки относительно корпуса танка в вертикальной плоскости, цифровое вычислительное устройство, причем двунаправленная шина данных соединяет вычислительное устройство со входами первого и второго регистров, выходы которых соединены со входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей соответственно, входами первого согласующего устройства, выходы которого: сигнал о времени задержки для управляемого снаряда, сигнал установки взрывателя для снарядов с подрывом на траектории, сигнал запрета стрельбы являются соответственно третьим, четвертым и пятым выходом ТБВ, выходами регистра дальности, блока переключения баллистик, таймера, второго согласующего устройства, входы которого соединены с сигналами записи и сброса дальности, ручного или автоматического ввода дальности, схода управляемого снаряда режима стрельбы с превышением, запроса на установку взрывателя для снаряда с подрывом на траектории, шина данных соединена также с выходами коммутатора данных, со входами которого соединены информационные выходы аналого-цифрового преобразователя и двунаправленные входы/выходы буферного оперативного запоминавшего устройства, выходы шины адреса вычислительного устройства соединены со входами селектора адреса, выходы которого подключены к управляющим входам блока переключения баллистик, регистра дальности, первого и второго согласующих устройств, таймера, первого и второго регистров, коммутатора данных, буферного оперативного запоминающего устройства, коммутатора адреса, первые входы которого соединены с шиной адреса вычислительного устройства, а вторые входы - с шиной адреса устройства управления и синхронизации, к которой подсоединены также управляющие входы второго и третьего коммутаторов, к аналоговым входам второго коммутатора подсоединены выход первого коммутатора, выходы потенциометров ручного ввода поправок на изменение начальной скорости полета снаряда, расширение канала ствола, температуры воздуха, температуры заряда, атмосферного давления, блока ручного ввода дальности, шина сигнала скорости танка, выходы первого блока аналогового запоминания, на информационный вход которого поступает сигнал с датчика курсового угла, выход второго коммутатора соединен со входом третьего коммутатора, к аналоговым входам которого также подсоединены выходы второго - десятого блоков аналогового запоминания, а выход третьего коммутатора через развязывавший усилитель связан о аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя, выход "Конец преобразователя" которого соединен с первым входом устройства управления в синхронизации, второй вход которого через схему выделения фронта связан с шиной опорного напряжения канала вертикального наведения, третий вход - с шиной сигнала тактовой частоты, второй выход соединен со входом записи буферного оперативного запоминающего устройства, выходная управляющая шина устройства управления и синхронизации соединена с управляющими входами первого - десятого блоков аналогового запоминания, вход второго блока аналогового запоминания через первый фильтр нижних частот связан с датчиком сигнала бокового ветра, вход третьего блока аналогового запоминания соединен с выходом второго фильтра нижних частот, вход четвертого блока аналогового запоминания соединен с датчиком сигнала бокового крена танка, вход пятого и вход шестого блоков аналогового запоминания соединены с выходами первого и второго управляемых фильтров нижних частот соответственно, вход седьмого блока аналогового запоминания соединен с выходом первого сумматора, третий вход которого связан с сигналом электрической выверки прицела в вертикальной плоскости, вход восьмого блока аналогового запоминания соединен с шиной сигнала датчика угла вертикального наведения, вход девятого блока аналогового запоминания соединен с шиной сигнала датчика угла горизонтального наведения, вход десятого блока аналогового запоминания соединен с выходом второго сумматора, третий вход которого связан с сигналом электрической выверки прицела в горизонтальной плоскости, выходы седьмого блока аналогового запоминания дополнительно соединены с положительным и отрицательным входами третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом первого компаратора, второй вход которого связан с потенциометром регулировки ширины зоны разрешения в вертикальной плоскости, а выход - с первым входом схемы совпадения, выходы десятого блока аналогового запоминания дополнительно соединены с положительным и отрицательным входами четвертого сумматора, выход которого соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого связан с потенциометром регулировки ширины зоны разрешения в горизонтальной плоскости, а выход - со вторым входом схемы совпадения, третий вход которой связан с сигналом "Питание схемы совпадения", а выход схемы совпадения является шестым выходом ТБВ - зона разрешения выстрела.A second controllable low-pass filter has been introduced, the first input of which is connected to the target relative velocity sensor in the vertical plane, and the second input is to the stabilized voltage bus, and the second low-pass filter, whose input is connected to the gun signal channel angle relative to the tank body in the vertical a plane, a digital computing device, and a bi-directional data bus connects the computing device to the inputs of the first and second registers, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second digital-to-analog converters, respectively, the inputs of the first matching device, the outputs of which are: a delay time signal for a guided projectile, a fuse installation signal for shells with trajectory detonation, a fire inhibit signal are the third, fourth and fifth TBV outputs, respectively, range register outputs, ballistic switching unit, timer, second matching device, the inputs of which are connected to the signals of recording and reset range, manual or automatic range input the tee, the descent of the guided projectile firing in excess, the request to install a fuse for the projectile with detonation on the trajectory, the data bus is also connected to the outputs of the data switch, the inputs of which are connected to the information outputs of the analog-to-digital converter and the bi-directional inputs / outputs of the buffer memory, the outputs of the address bus of the computing device are connected to the inputs of the address selector, the outputs of which are connected to the control inputs of the ballistic switching unit, register of the first and second matching devices, timer, first and second registers, data switch, buffer random access memory, address switch, the first inputs of which are connected to the address bus of the computing device, and the second inputs - to the address bus of the control and synchronization device, to which the control inputs of the second and third switches are also connected, the output of the first switch is connected to the analog inputs of the second switch, the outputs of the potentiometers for manually entering corrections for changing the initial velocity of the projectile’s flight, expansion of the bore, air temperature, charge temperature, atmospheric pressure, manual range input unit, tank speed signal bus, outputs of the first analogue storage unit, the information input of which receives a signal from the heading angle sensor, the output of the second switch is connected to the input of the third switch, to the analog inputs of which the outputs of the second to tenth analog memory blocks are also connected, and the output of the third switch through the decoupling amplifier with the analogue input of an analog-to-digital converter, the output of the “End of converter” of which is connected to the first input of the control device in synchronization, the second input of which is connected to the reference voltage bus of the vertical guidance channel, the third input - to the clock signal bus, the second the output is connected to the recording input of the buffer memory, the output control bus of the control and synchronization device is connected to the control inputs of the first to tenth blocks in analog memory, the input of the second analog memory block through the first low-pass filter is connected to the side wind signal sensor, the input of the third analog memory block is connected to the output of the second low-pass filter, the input of the fourth analog memory block is connected to the tank side roll signal sensor, the input of the fifth and the input of the sixth analog storage unit is connected to the outputs of the first and second controlled low-pass filters, respectively, the input of the seventh analog storage unit is connected with the output of the first adder, the third input of which is connected with the signal of electric adjustment of the sight in the vertical plane, the input of the eighth analogue storage unit is connected to the signal bus of the vertical angle sensor, the input of the ninth analogue storage unit is connected to the signal bus of the horizontal angle sensor, the input of the tenth analog block memory is connected to the output of the second adder, the third input of which is connected with the signal of electrical alignment of the sight in the horizontal plane, the outputs of the seventh the analog memory locks are additionally connected to the positive and negative inputs of the third adder, the output of which is connected to the first input of the first comparator, the second input of which is connected to the vertical resolution zone width adjustment potentiometer, and the output to the first input of the matching circuit, the outputs of the tenth analog memory block additionally connected to the positive and negative inputs of the fourth adder, the output of which is connected to the first input of the second comparator, the second input of which linked to a potentiometer adjusting the resolution band width in the horizontal plane, and the output - to the second input of the coincidence circuit, the third input of which is connected to the signal "Power overlap scheme", and the output of the coincidence circuit is the sixth output TBV - zone permits shot.
Кроме того, устройство управления и синхронизации содержит счетчик периода, вход обнуления которого является вторым входом устройства и соединен с выходом схемы выделения фронта, третий вход устройства - тактовый вход счетчика периода соединен с шиной сигнала тактовой частоты, а выходы счетчика периода - со входами постоянного запоминающего устройства, выходы которого соединены со входами дешифратора, выходы которого являются управляющей шиной устройства управления и синхронизации, шина сигнала тактовой частоты соединена также с тактовым входом сдвигового регистра, информационный вход которого является первым входом устройства и соединен с выходом "Конец преобразования" АЦП, первый разряд сдвигового регистра является вторым выходом устройства и соединен с входом записи буферного запоминающего устройства, второй разряд соединен с тактовым входом счетчика адреса, третий разряд, который является первым выходом устройства, соединен с входом запуска аналого-цифрового преобразователя, выходы счетчика адреса являются адресной шиной устройства управления и синхронизации.In addition, the control and synchronization device contains a period counter, the zeroing input of which is the second input of the device and connected to the output of the edge selection circuit, the third input of the device - the clock input of the period counter is connected to the clock signal bus, and the outputs of the period counter - with the inputs of permanent memory devices whose outputs are connected to the inputs of the decoder, the outputs of which are the control bus of the control and synchronization device, the clock signal bus is also connected to the clock the first input of the shift register, the information input of which is the first input of the device and connected to the "End of conversion" ADC output, the first bit of the shift register is the second output of the device and connected to the write input of the buffer memory, the second bit is connected to the clock input of the address counter, the third bit , which is the first output of the device, is connected to the start input of the analog-to-digital converter, the outputs of the address counter are the address bus of the control device and the synchronization ui.
Кроме того, блок аналогового запоминания состоит из первого и второго аналоговых ключей, первого и второго запоминающих конденсаторов, первого в второго развязывающих усилителей, причем вход блока аналогового запоминания соединен с аналоговыми входами первого и второго ключей, к управляющим входом которых подсоединены соответственно первый и второй управляющие входы блока аналогового запоминания, выходы первого и второго аналоговых ключей соединены соответственно со входами первого и второго развязывающих усилителей и с первыми выводами первого и второго запоминающих конденсаторов, вторые выводы которых соединены с шиной "Общий", выходы первого и второго развязывающих усилителей являются соответственно первым и вторым выходами блока аналогового запоминания.In addition, the analog storage unit consists of the first and second analog keys, the first and second storage capacitors, the first to the second decoupling amplifiers, and the input of the analog storage unit is connected to the analog inputs of the first and second keys, to the control input of which the first and second control the inputs of the analog storage unit, the outputs of the first and second analog keys are connected respectively to the inputs of the first and second decoupling amplifiers and with the first odes first and second storage capacitors, the second terminals of which are connected to bus "General", the outputs of the first and second isolation amplifiers are respectively first and second outputs of the analog memory unit.
Применение цифровых вычислительных устройств на базе микропроцессоров широко известно в народном хозяйстве /Горячев А.В., Шишкевич А.А. Информационно-управляющие вычислительные системы. - М.: Высшая школа, 1984/. Однако применение вычислительного устройства на базе микропроцессора в составе танкового баллистического вычислителя позволило при незначительных дополнительных аппаратурных затратах ввести в структуру ТБВ шины сигналов угла положения пушки относительно корпуса танка в вертикальной плоскости и относительной угловой скорости цели в вертикальной плоскости и учесть данные сигналы в алгоритме работы ТБВ. В известных технических решениях для учета сигнала относительной угловой скорости цели по вертикали понадобился бы еще один режим в примененной там схеме переключения режима для вычисления угла упреждения в вертикальной плоскостиThe use of digital computing devices based on microprocessors is widely known in the national economy / Goryachev A.V., Shishkevich A.A. Information management computing systems. - M.: Higher School, 1984 /. However, the use of a microprocessor-based computing device as part of a tank ballistic computer made it possible, with insignificant additional hardware costs, to introduce signals of the angle of the gun position relative to the tank hull in the vertical plane and the relative angular velocity of the target in the vertical plane into the TBF structure and take these signals into account in the TBF operation algorithm. In known technical solutions, to take into account the signal of the relative angular velocity of the target vertically, one more mode would be needed in the mode switching scheme used there to calculate the lead angle in the vertical plane
β ВО=tпо·ω B, β VO = t with respect to ω B,
где β BO - угол упреждения в вертикальной плоскости;where β BO is the lead angle in the vertical plane;
tпo - полетное время;t po - flight time;
ω B - относительная угловая скорость цели в вертикальной плоскости.ω B is the relative angular velocity of the target in the vertical plane.
Далее необходимо было бы осуществить вычисление на выходе сумматора 17 функцииNext, it would be necessary to carry out the calculation at the output of the
где обозначения соответствуют принятым в описании прототипа,where the designations correspond to those adopted in the description of the prototype,
и далее осуществить суммирование полученной величины с углом прицеливания. Это привело бы к существенному усложнению устройства управления и синхронизации прототипа и структуры в целом.and then carry out the summation of the obtained value with the aiming angle. This would lead to a significant complication of the control device and synchronization of the prototype and the structure as a whole.
Вычисление поправок на учет переносной скорости было бы практически нереализуемо за счет большого количества операций умножения и деления и привело бы к снижению надежности за счет переусложнения схемы.Calculation of corrections for taking into account the portable speed would be practically impossible due to the large number of multiplication and division operations and would lead to a decrease in reliability due to the re-complication of the scheme.
Применение вычислительного устройства на основе микропроцессора позволило дополнительно учесть изменение угла прицеливания при наличии бокового крена, при этом не понадобился и дополнительный датчик, выдающий сигнал cоs γ , а вычисление производится по формуле cоs γ =1-sin2γ , (сигнал sinγ поступает с датчика бокового крена). При этом ошибка вычисления cos γ при боковом крене до 15° не превышает 0,06%.The use of a computing device based on a microprocessor made it possible to additionally take into account the change in the aiming angle in the presence of a lateral roll, without the need for an additional sensor emitting a signal cos γ, and the calculation is performed according to the formula cos γ = 1- sin 2 γ, (the sinγ signal comes from the side roll sensor). In this case, the error in calculating cos γ with a lateral roll of up to 15 ° does not exceed 0.06%.
Также стал возможным учет собственной скорости движения цели за счет повторного измерения дальности до цели, при этом скорость цели определяется в виде следующей функции:It also became possible to take into account the target’s own speed of movement by re-measuring the distance to the target, while the target’s speed is determined as the following function:
где Д1 и Д2 - соответственно первая и вторая дальности до цели, измеренные дальномером; tД1 и tД2 - времена, соответствующие измерением дальности, считываемые с таймера; VT - скорость танка; cos q - косинус курсового угла.where D 1 and D 2 - respectively, the first and second ranges to the target, measured by the range finder; t D1 and t D2 - times corresponding to the range measurement, read from the timer; V T - tank speed; cos q is the cosine of the heading angle.
Кроме того, стал возможен расчет зоны встреливания для управляемых снарядов и расчет времени для установки взрывателя в снарядах с подрывом на траектории. При этом используются те же данные, что и для решения основной баллистической задачи, и аппаратурные затраты сводятся только к введению шины сигнала "Запрос" для установки взрывателя в снарядах с подрывом на траектории и выходных формирователей в согласующем устройстве, служащих для выдачи двух импульсов для установки взрывателя и выдачи сигнала о том, что цель находится вне зоны вcтреливания. Дополнительно введение микропроцессора позволило увеличить количество типов используемых боеприпасов только за счет увеличения положений переключателей блока переключения баллистик и наращивания объема ПЗУ баллистических коэффициентов. При аналого-цифровой структуре прототипа увеличение числа типов баллистик привело бы к существенным аппаратурным затратам, так как баллистические коэффициенты реализовывались весовыми резисторами и коммутаторами, управляемыми с блока переключения баллистик.In addition, it became possible to calculate the shooting zone for guided missiles and to calculate the time for installing the fuse in shells with detonation on the trajectory. In this case, the same data is used as for solving the main ballistic problem, and the hardware costs are reduced only to the introduction of the Request signal bus for installing the fuse in projectiles with detonation on the trajectory and output shapers in the matching device, which serve to issue two impulses for installation fuse and signal that the target is outside the shooting zone. In addition, the introduction of a microprocessor made it possible to increase the number of types of ammunition used only by increasing the positions of the switches of the ballistic switching unit and increasing the volume of ROM ballistic coefficients. With the analog-digital structure of the prototype, an increase in the number of ballistic types would lead to significant hardware costs, since ballistic coefficients were implemented by weight resistors and switches controlled from a ballistic switching unit.
Выделение амплитуды входных сигналов переменного напряжения частотой 400 Гц для последующего преобразования осуществляется посредством блока аналогового запоминания (БАЗ). Известны устройства выборки и хранения (Гнатек Ю.Р. Справочник по цифроаналоговым и аналого-цифровым преобразователям. Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1982), содержащие аналоговый ключ, запоминающий конденсатор и развязывающий усилитель. Однако при этом запоминаемое напряжение может иметь погрешность за счет разности напряжений на общих проводах датчика и вычислителя и (или) постоянного смещения на входных масштабирующих усилителях. Таким образом для входного сигналаThe selection of the amplitude of the input signals of an alternating voltage of 400 Hz for subsequent conversion is carried out by means of an analog memory unit (BAS). Known devices for sampling and storage (Gnatek Yu.R. Handbook of digital-to-analog and analog-to-digital converters. Transl. From English. - M .: Radio and communication, 1982) containing an analog key, a storage capacitor and an isolation amplifier. However, in this case, the stored voltage may have an error due to the voltage difference on the common wires of the sensor and calculator and (or) constant bias on the input scaling amplifiers. So for the input signal
Uвх=Umsin ω t+ω см вх, U in = U m sin ω t + ω cm in,
где Um - амплитуда сигнала;where U m is the signal amplitude;
Uсм вх - постоянное смещение сигнала.U cm in - constant offset signal.
Напряжение, запоминаемое на выходе устройства выборки и хранения, будет иметь видThe voltage stored at the output of the sampling and storage device will be
Uвых=Um+Uсм вх.U o = U m + U cm in .
В предлагаемом блоке аналогового запоминания имеются две пары ключей, емкостей и развязывающих усилителей, причем сигналы выборки подаются в моменты времени, соответствующие максимальному значению сигнала на первый ключ и минимальному - на второй ключ, то есть сдвинутые относительно друг друга на время, соответствующее полупериоду сигнала. Тогда запоминаемое напряжение на первом выходе БАЗ будет Uвых 1=Um+Uсм вх и на втором выходе БАЗ Uвых 2=Um+Uсм вх. При последующем аналого-цифровом преобразовании им будут соответствовать коды:In the proposed analogue storage unit, there are two pairs of keys, capacitors, and decoupling amplifiers, and the sampling signals are applied at time instants corresponding to the maximum value of the signal to the first key and the minimum to the second key, that is, shifted relative to each other by a time corresponding to the signal half-period. Then the stored voltage at the first BAZ output will be U oi 1 = U m + U cm in and the second BAZ output U o 2 = U m + U cm in . During the subsequent analog-to-digital conversion, the codes will correspond to them:
N1 ≡ Uвых 1+Uсм АЦП=Um+Uсм вх+Uсм АЦП;N 1 ≡ U out 1 + U cm ADC = U m + U cm in + U cm ADC ;
N2 ≡ Uвых 2+Uсм АЦП=-Um+Uсм вх+Uсм АЦП,N 2 ≡ U out 2 + U cm ADC = -U m + U cm in + U cm ADC ,
где Uсм АЦП - собственное постоянное смещение АЦП.where U cm ADC - own constant offset of the ADC.
Полученные коды обрабатываются в вычислительном устройстве по алгоритму Received codes are processed in a computing device according to the algorithm
Таким образом, исключаются погрешности, возникающие как в результате смещения сигналов с датчиков и входных устройств, так и смещения в тракте аналого-цифрового преобразования. Кроме этого, вследствие усреднения результатов двух преобразований происходит увеличение точности.Thus, errors arising as a result of bias of signals from sensors and input devices, as well as bias in the analog-to-digital conversion path, are eliminated. In addition, due to averaging of the results of two transformations, an increase in accuracy occurs.
Таким образом, в предлагаемом устройстве известные признаки, оригинальные и известные схемотехнические решения придают новые свойства танковому баллистическому вычислителю, а именно позволяют повысить эффективность стрельбы из танка за счет увеличения точности вычислений, в том числе управляемыми снарядами, позволяют вести стрельбу снарядами с подрывом на траектории. Кроме этого, появилась возможность увеличения количества типов используемых боеприпасов. Таким образом, заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями.Thus, in the proposed device, well-known features, original and well-known circuit solutions give new properties to a tank ballistic computer, namely, they increase the efficiency of firing from a tank by increasing the accuracy of calculations, including guided projectiles, and allow firing of shells with detonation on the trajectory. In addition, it became possible to increase the number of types of ammunition used. Thus, the claimed technical solution has significant differences.
Сущность заявляемого технического решения иллюстрируется чертежами, на которых представлены блок-схема ТБВ (фиг.1), функциональная схема блока аналогового запоминания и временные диаграммы ее работы (фиг.2).The essence of the claimed technical solution is illustrated by drawings, which show the TBV block diagram (Fig. 1), a functional diagram of an analog storage unit and time diagrams of its operation (Fig. 2).
Танковый баллистический вычислитель содержит регистр дальности 1, блок переключения баллистик 2, выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора 3, блоки ввода индивидуальных углов вылета снарядов в вертикальной - 4 и горизонтальной - 5 плоскостях, выходы которых подключены ко входам коммутатора 3, потенциометры ввода поправок на изменение температуры воздуха - 6, температуры заряда - 7, атмосферного давления - 8, начальной скорости полета снаряда - 9, расширение канала ствола - 10, блок ручного ввода дальности - 11, блок аналогового запоминания курсового угла - 12, на вход которого поступает сигнал курсового угла (cos q), причем выходы коммутатора 3, потенциометров 6... 10, блоков 11, 12 и шина сигнала собственной скорости танка подключены ко входам коммутатора 13, шины сигналов бокового ветра (W) и датчика угла положения пушки относительно корпуса танка (φ ) через фильтры нижних частот 14 и 15 соединены со входами блоков аналогового запоминания 16 и 17 соответственно, шины сигналов относительной угловой скорости цели в горизонтальной (ωг) и вертикальной (ωB) плоскостях через управляемые фильтры нижних частот 18 и 19, вторые входы которых соединены с шиной опорного напряжения, подсоединены ко входам блоков аналогового запоминания 20 и 21 соответственно, шина сигнала бокового крена танка соединена со входом блока аналогового запоминания 22, выходы коммутатора 15 и блоков аналогового запоминания 16, 17, 20, 21, 22 соединены с аналоговыми входами коммутатора 25, шина сигнала датчика утла вертикального наведения (ДУВН) соединена с блоком аналогового запоминания 24 и первым входом сумматора 25, второй вход которого соединен с сигналом электрической выверки прицела в вертикальной плоскости (Выв α ), а выход является выходом ТБВ (αΣ ) и одновременно соединен со входом блока аналогового запоминания 26, шина сигнала датчика угла горизонтального наведения (ДУГН) соединена с блоком аналогового запоминания 27 и первым входом сумматора 28, второй вход которого соединен с сигналом электрической выверки прицела в горизонтальной плоскости (Выв β ), а выход является выходом ТБВ (βΣ ) и одновременно соединен со входом блока аналогового запоминания 29, выходы блоков аналогового запоминания 24, 26, 27, 29 соединены с аналоговыми входами коммутатора 23, выход которого через развязывающий усилитель 30 соединен с аналоговым входом АЦП 31, цифровые выходы которого соединены со входами коммутатора данных 32, двунаправленные входы-выходы которого соединены со входами-выходами буферного оперативного запоминающего устройства (БОЗУ) 33, адресные входы которого соединены с выходами коммутатора адреса 34, со входами которого соединена шина адреса цифрового вычислительного устройства 35. В качестве цифрового вычислительного устройства может быть использован микропроцессор с раздельными шинами адреса и данных. Структура такого микропроцессора и организация обмена его с внешними устройствами подробно описаны в литературе /Горячев А.В., Шишкевич А.А. Информационно-управляющие вычислительные системы. - М.: Высшая школа, 1984, с.104-118). Шина адреса вычислительного устройства также соединена со входами селектора адреса 36, выходы которого соединены с управляющими входами регистра дальности 1, блока переключения баллистик 2, коммутаторов адреса-34 и данных - 32, БОЗУ 33, согласующего устройства 37, таймера 38, регистров 39 и 40, согласующего устройства 41. На входы согласующего устройства 37 поступают сигналы записи (Зап. Д) и сброса (сбр. Д) дальности, ручного или автоматического ввода дальности (Ручн/Авт), схода управляемого снаряда (Сход), режима стрельбы с превышением (Превыш), запроса на установку взрывателя для снаряда с подрывом на траектории (Запрос), выходы регистра дальности 1, блока переключения баллистик 2, коммутатора данных 32, согласующего устройства 37 и таймера 38 соединены с шиной данных вычислительного устройства 35, к шине данных также подсоединены входы регистров 39 и 40, согласующего устройства 41, выходы регистра 39 соединены с цифровыми входами ЦАП 42, аналоговый вход которого соединен с шиной опорного напряжения канала вертикального наведения (ЕГα ), а выход - с третьим входом сумматора 25, выходы регистра 40 соединены с цифровыми входами ЦАП 43, аналоговый вход которого соединен с шиной канала горизонтального наведения (ЕГβ ), а выход - с третьим входом сумматора 28, выходы согласующего устройства 41 являются выходными сигналами ТБВ о формировании времени задержки (τзад) и запрета стрельбы (ЗС) для управляемого снаряда и формировании времени установки взрывателя для снаряда с подрывом на траектории (ty), выходы блока аналогового запоминания 26 также соединены с положительным и отрицательным входами сумматора 44, выход которого соединен с первым входом компаратора 45, второй вход которого соединен с потенциометром регулировки ширины зоны разрешения в вертикальной плоскости 46, а выход - со входом схемы совпадения 47, выходы блока аналогового запоминания 29 также соединены с положительным и отрицательным входами сумматора 48, выход которого соединен с первым входом компаратора 49, второй вход которого соединен с потенциометром регулировки ширины зоны разрешения в горизонтальной плоскости 50, а выход - со вторым входом схемы совпадения 47, третий вход которой соединен с сигналом питания схемы совпадения (ПСС), а выход является выходом ТБВ - сигналом о наличии зоны разрешения выстрела (ЗPB).The tank ballistic computer contains a range register 1, a ballistic switching unit 2, the outputs of which are connected to the control inputs of the switch 3, input units for individual projection angles in the vertical - 4 and horizontal - 5 planes, the outputs of which are connected to the inputs of the switch 3, potentiometers for entering corrections to change in air temperature - 6, charge temperature - 7, atmospheric pressure - 8, initial projectile flight speed - 9, barrel bore extension - 10, manual range input unit - 11, analogue storage unit reference heading angle - 12, the input of which receives the heading angle signal (cos q), and the outputs of the switch 3, potentiometers 6 ... 10, blocks 11, 12 and the signal signal of the tank’s own speed are connected to the inputs of the switch 13, the side wind signal bus (W) and the gun angle sensor relative to the tank hull (φ) are connected to the inputs of the analog memory blocks 16 and 17, respectively, through the low-pass filters 14 and 15, the signal lines of the relative angular velocity of the target in horizontal (ω g ) and vertical (ω B ) planes through controlled low-pass filters 18 and 19, the second inputs of which are connected to the reference voltage bus, are connected to the inputs of the analog memory blocks 20 and 21, respectively, the signal bus of the side bank of the tank is connected to the input of the analog memory block 22, the outputs of the switch 15 and the analog memory blocks 16, 17 , 20, 21, 22 are connected to the analog inputs of the switch 25, the signal bus of the vertical guidance axle sensor (OVN) is connected to the analog storage unit 24 and the first input of the adder 25, the second input of which is connected to the electronic signal nical alignment sight in the vertical plane (vyv α), and the output is the output of TBV (α Σ) and simultaneously is connected to the input of an analog memory 26, the tire sensor angle horizontal guidance (dugna) is connected with the unit of analog memory 27 and the first input of adder 28 , the second input of which is connected to the signal of the electrical alignment of the sight in the horizontal plane (pin β), and the output is the output of the TBB (β Σ ) and is simultaneously connected to the input of the analog storage unit 29, the outputs of the analog storage units 24, 26 , 27, 29 are connected to the analog inputs of the switch 23, the output of which through the decoupling amplifier 30 is connected to the analog input of the ADC 31, the digital outputs of which are connected to the inputs of the data switch 32, the bi-directional inputs and outputs of which are connected to the inputs and outputs of the buffer memory (BOSU ) 33, the address inputs of which are connected to the outputs of the address switch 34, the inputs of which are connected to the address bus of the digital computing device 35. As a digital computing device, there can be A microprocessor with separate address and data buses was used. The structure of such a microprocessor and the organization of its exchange with external devices are described in detail in the literature / Goryachev A.V., Shishkevich A.A. Information management computing systems. - M.: Higher School, 1984, p.104-118). The address bus of the computing device is also connected to the inputs of the
Устройство управления и синхронизации 51 содержат сдвиговый регистр 52, первый вход которого подключен к шине тактовой частоты, второй вход соединен с выходом "Конец преобразования" АЦП 31, первый выход соединен с входом записи БОЗУ 33, третий выход соединен с входом запуска АЦП 31, а второй выход - со входом счетчика адреса 53, выходы которого являются адресной шиной устройства управления и синхронизации и соединены с адресными входами аналоговых коммутаторов 13 и 23 и коммутатора адреса 34, шина тактовой частоты соединена также со счетным входом счетчика периода 54, ко входу обнуления которого через схему формирования фронта 55 подсоединена шина опорного напряжения канала вертикального наведения (ЕГα ), a выходы соединены со входами постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 56, выходы которого через дешифратор 57 соединены со входами блоков аналогового запоминания 12, 16, 17, 20... 22, 24, 26, 27, 29.The control and synchronization device 51 contains a
Блоки аналогового запоминания 12, 16, 17, 20... 22, 24, 26, 27, 29 (фиг.2) содержат первый 58 и второй 59 аналоговые ключи, аналоговые входы которых являются входом БАЗ, а управляющие входы соединены с выходами дешифратора 54, выходы ключей 58 и 59 соединены соответственно с первыми выводами запоминающих конденсаторов 60 и 61, вторые выводы которых соединены с шиной "Общий" и через развязывающие усилители 62 и 63 соответственно являются первым и вторым выходами БАЗ.The analog storage blocks 12, 16, 17, 20 ... 22, 24, 26, 27, 29 (Fig. 2) contain the first 58 and second 59 analog keys, the analog inputs of which are the BAZ input, and the control inputs are connected to the outputs of the
Танковый баллистический вычислитель работает следующим образом. Вычислительное устройство 35 через селектор адреса 36 производит циклический опрос согласующего устройства 37. Согласующее устройство 37 состоит из рада триггеров и шинного формирователя с третьим состоянием. Ко входам триггеров подключены внешние управляющие сигналы, определяющие режим работы ТБВ. При опросе содержимое триггеров считывается в вычислительное устройство 35, после чего триггеры обнуляются. При поступлении сигнала "ЗапД", свидетельствующего об измерении дальности, вычислительное устройство 35 производит через селектор адреса 36 обращение к регистру дальности 1 и блоку переключения баллистик 2 и считывает информацию о коде дальности и о типе баллистик. Выходы регистра дальности 1 и блока переключателя баллистик 2, подключенные к шине данных, имеют третье состояние. После этого производится считывание информации из БОЗУ 39. При этом по сигналам с селектора адреса 36 коммутатор адреса 34 подключает шину адреса вычислительного устройства 35 к адресным входам БОЗУ 33, БОЗУ 33 устанавливается в режим "Чтение", коммутатор данных 32 подключает выходы БОЗУ 33 к шине данных. Считывание информации производится изменением младших разрядов шины адреса при сохранении старших разрядов адреса, определяющих режим чтения из БОЗУ.Tank ballistic computer operates as follows. The
При выборе штатного типа баллистики производится решение баллистической задачи по следующему алгоритму:When choosing the standard type of ballistics, the ballistic problem is solved according to the following algorithm:
Vц - скорость цели, определяемая по двум измерениям дальности;V C - target speed, determined by two measurements of range;
Д1 и Д2 - соответственно первая и вторая дальности до цеди, измеренные дальномером;D 1 and D 2 - respectively, the first and second ranges to tsedi, measured by a range finder;
tД1 и tД2 - времена, соответствующие измерениям дальности, в случае одного измерения дальности принимается tД=tД2, Vц=0;t D1 and t D2 - times corresponding to the range measurements, in the case of a single range measurement, t D = t D2 , V c = 0;
VT - скорость танка;V T - tank speed;
q - курсовой угол танка (с датчика поступает сигнал, пропорциональный косинусу курсового угла);q - heading angle of the tank (a signal is proportional to the cosine of the heading angle from the sensor);
- относительная скорость сближения цели и танка; - relative speed of approach of the target and the tank;
Д - текущая дальность до цели;D - current range to the target;
t - текущее время на момент очередного решения задачи;t is the current time at the time of the next solution to the problem;
Δ V - изменение начальной скорости вылета снаряда за счет изменения начальной скорости полета снаряда в зависимости от партии (ΔVo) и скорости танка;Δ V is the change in the initial projectile departure speed due to changes in the initial projectile flight speed depending on the party (ΔV o ) and tank speed;
Voj - начальная скорость вылета снаряда; индекс j здесь и далее обозначает зависимость параметра j-го типа снаряда;V oj is the initial velocity of the projectile; the index j hereinafter denotes the dependence of the parameter of the jth type of projectile;
tоп - полетное время, задаваемое таблицами стрельбы при нормальных условиях;t op - flight time specified by the shooting tables under normal conditions;
B4j, B3j, B2j, B1j, B0j - коэффициенты аппроксимации;B 4j , B 3j , B 2j , B 1j , B 0j - approximation coefficients;
tп - полетное время при отклонениях условий стрельбы от нормальных;t p - flight time when deviations of the shooting conditions from normal;
ΔT3, ΔТB, ΔH - отклонения температуры заряда, температуры воздуха и атмосферного давления нормальных соответственно;ΔT 3 , ΔT B , ΔH - deviations of the temperature of the charge, air temperature and atmospheric pressure normal, respectively;
Δd - расширение канала ствола;Δd is the expansion of the bore;
K1j, K2j, K3j, K4j, K5j - коэффициенты, учитывающие влияние соответствующего параметра;K 1j , K 2j , K 3j , K 4j , K 5j - coefficients that take into account the influence of the corresponding parameter;
Ду - упрежденная дальность до цели;D y - pre-empted range to the target;
αо - угол прицеливания, задаваемый таблицами стрельбы при нормальных условиях;α about - the aiming angle specified by the shooting tables under normal conditions;
А4j, А3j, А2j, А1j, А0j, - коэффициенты аппроксимации;And 4j , And 3j , And 2j , And 1j , And 0j , - approximation coefficients;
γ - боковой крен танка (с датчика поступает сигнал, пропорциональный синусу бокового крена);γ - side roll of the tank (a signal proportional to the sine of the side roll comes from the sensor);
α 1 - угол прицеливания при отклонениях условий стрельбы от нормальных;α 1 - aiming angle when deviations of the shooting conditions from normal;
β - угол бокового упреждения;β is the angle of lateral lead;
ω г - относительная угловая скорость цели по горизонту;ω g is the relative angular velocity of the target along the horizon;
W - скорость ветра в боковом направлении;W is the wind speed in the lateral direction;
KWj - коэффициент учитывающий влияние бокового ветра;K Wj - coefficient taking into account the influence of crosswind;
λ αj, λ βj - индивидуальные углы вылета снаряда в вертикальной и горизонтальной плоскостях соответственно;λ α j , λ β j - individual projection angles in the vertical and horizontal planes, respectively;
α - угол прицеливания с учетом бокового крена, бокового ветра, угла упреждениями по вертикали, переносной скорости и т.д.;α is the aiming angle, taking into account the lateral roll, crosswind, vertical angle, forward speed, portable speed, etc .;
ωB - относительная угловая скорость цели по вертикали;ω B is the relative angular velocity of the target vertically;
φ - угол между корпусом танка и пушкой в вертикальной плоскости.φ is the angle between the tank body and the gun in a vertical plane.
Аппроксимация табличных зависимостей tоп=fτ ,j(Д), α о/=fα ,j(Д) осуществляется полиномами четвертой степени, достаточно точно описывающими баллистические кривые.The approximation of tabular dependences t op = fτ , j (D), α о / = fα , j (D) is carried out by polynomials of the fourth degree, which describe ballistic curves quite accurately.
Коэффициенты В4j, В3j, В2j, В1j, В0j А4j, А3j, А2j, А1j, А0j, КWj, К1j, К2j, К3j, К4j, К5j и величина Voj хранятся в ПЗУ вычислительного устройствa 35 для каждого j-го типа баллистик и выбираются при расчете в зависимости от конкретного типа баллистики, считываемого из блока переключения баллистик 2. Величина дальности Д считывается из регистра дальности 1. Время измерения дальности tД считывается из таймера 38 по соответствующему адресу, выходы таймера имеют буфер с третьим состоянием и подключаются на шину данных по сигналу с селектора адреса 36. Информация о сигналах с потенциометров ввода поправок на изменение температуры воздуха (Δ TВ) - 6, температуры заряда (Δ TД) - 7, атмосферного давления (Δ Н) - 8, начальной скорости полета снаряда (Δ Vо) - 9, расширение канала ствола (Δ d) - 10, об индивидуальных углах вылета снарядов в вертикальной плоскости λ α j и в горизонтальной плоскости λ β j с блоков ввода индивидуальных углов 4 и 5 соответственно через коммутатор 3 поступает на коммутатор аналоговых сигналов 13. Передача через коммутатор 3 только индивидуальных углов вылета для выбранного типа снаряда осуществляется посредством подключения выходов блока переключения баллистик 2 к управляющим входам коммутатора 3. Ко входам коммутатора 13 также подключены сигнал о скорости движения танка VT и о курсовом угле cos q через БАЗ 12. Выход коммутатора 15 соединен с одним из входов коммутатора 25, к остальным входам которого подключены датчик бокового ветра W через ФНЧ 14 и БАЗ 16, датчик угла положения пушки относительно корпуса танка φ через ФНЧ 15 и БАЗ 17, сигналы относительной угловой скорости цели в горизонтальной плоскости ω г через УФНЧ 18 и БАЗ 20 и в вертикальной плоскости ω B через УФНЧ 19 и БАЗ 21, сигнал датчика бокового крена танка γ через БАЗ 22, сигналы с датчиков углов вертикального наведения ДУBН через БАЗ 24 и горизонтального наведения ДУГИ через БАЗ 27, разностные сигналы ДУВН - α через БАЗ 26 и ДУГН - β через БАЗ 29. ФНЧ 14 и 15 реализуют передаточную функцию видаThe coefficients B 4j, In 3j, B 2j, In 1j, B 0j A 4j, A 3j, A 2j, A 1j, A 0j, K Wj, K 1j, K 2j, K 3j, K 4j, K 5j and the value V oj are stored in the ROM of
где К - коэффициент передачи фильтра;where K is the transmission coefficient of the filter;
Т = (1± 0,2) с - постоянная времени фильтра. ФНЧ предназначены для получения сглаженных значений бокового ветра и угла подъема пушки и могут быть реализованы на обычной RC-цепи.T = (1 ± 0.2) s is the filter time constant. Low-pass filters are designed to obtain smoothed crosswind and gun elevation angles and can be implemented on a conventional RC circuit.
УФНЧ 18 и 19 реализуют передаточную функцию вида где постоянная времени фильтра Т определяется следующим соотношением:
Детальное пояснение работы УФНЧ изложено в прототипе (а.с. 151447) и здесь не приводится.A detailed explanation of the work of the UFNF is described in the prototype (AS 151447) and is not given here.
Сигналы с коммутаторов 13 и 23 через развязывающий усилитель 50 поступают на вход АЦП 31. Последовательность, прохождения сигналов и их преобразования определяется адресной шиной устройства управления и синхронизации 51, которая через коммутатор адреса 34 подключается также к адресным входам БОЗУ 33, что обеспечивает однозначное соответствие между преобразуемым сигналом и адресом, по которому результат аналого-цифрового преобразования данного сигнала с АЦП 31 через коммутатор данных 32 записывается в БОЗУ 33. Запись осуществляется по сигналу с устройства управления и синхронизации 51. Направление передачи данных из АЦП 31 в БОЗУ 33 и адреса от устройства управления и синхронизации 51 к БОЗУ 33 является основным. Переключение коммутаторов 32 и 34 происходит только при считывании данных из БОЗУ 33 в вычислительное устройство 35, что занимает незначительный промежуток времени (1 мкс для одного сигнала).The signals from the
Таким образом, в БОЗУ 33 по заранее определенным фиксированным адресам содержатся цифровые коды, соответствующие напряжениям с потенциометров и датчиков входной информации.Thus, in the
Информация о сигналах λ α j, λ β j, ΔТВ, ΔТ3, ΔН, ΔVо, Δd, VТ, cos q, W, φ , sinγ , ω г, ω B используется для расчетов по приведенному алгоритму. Информация о сигнале ручной дальности Др используется в том случае, если вычислительным устройством 35 из согласующего устройства 37 будет считан активный уровень по сигналу Ручн/Авт, что свидетельствует о необходимости ручного ввода дальности. При этом информация с регистра дальности 1 игнорируется. Информация о сигналах ДУВН ДУГН и разностных сигналах ДУВН-α и ДУГН-β непосредственно для расчетов не требуется и может быть использована для контроля отработки выдаваемых сигналов системой.Information about the signals λ α j , λ β j , ΔТ В , ΔТ 3 , ΔН, ΔV о , Δd, V Т , cos q, W, φ, sinγ, ω g , ω B is used for calculations using the above algorithm. Information about the signal of the manual range Dr is used if the
Учет различной крутизны сигналов с датчиков и их нормировка к виду, необходимому для расчетов, осуществляется в вычислительном устройстве 35 умножением на соответствующие нормировочные коэффициенты, хранящиеся в ПЗУ вычислительного устройства 35.Accounting for the various steepness of the signals from the sensors and their normalization to the form necessary for the calculations is carried out in the
Цифровые коды величин угла прицеливания α и бокового упреждения β , полученные в результате расчетов, записываются соответственно в регистры 39 и 40. Запись осуществляется по сигналам с селектора адреса 36 при появлении соответствующего адреса на шине адреса вычислительного устройства 35. Преобразование двоичных цифровых кодов в аналоговые сигналы переменного напряжения, необходимые для работы системы, осуществляются и помощью умножающих ЦАПов 42 и 43, на входы которых поступает опорное напряжение каналов соответственно вертикального и горизонтального наведений требуемой фазы. Сигналы с ЦАП 42 и 43 поступают на вычитающие входы сумматоров 25 и 28 соответственно. На другие входы сумматоров 25, 28 поступают сигналы с датчиков углов наведения и сигналы электрической выверки прицела Выв α и Выв β соответственно. При этом на выходе сумматора 25 получается разностный сигналThe digital codes of the values of the aiming angle α and lateral lead β obtained as a result of the calculations are recorded in
αΣ =ДУВН-α ± Выв α ,α Σ = DEVN-α ± Out α,
а на выходе сумматора 28and at the output of the
βΣ =ДУГН-β ± Выв β .β Σ = DUHN-β ± vy β.
Сигналы α Σ и β Σ являются выходными сигналами ТБВ и поступают на входы привода, который осуществляет наведение, отрабатывая эти сигналы на нуль. В итоге при αΣ =0 и βΣ =0 (после отработки) мы имеемThe signals α Σ and β Σ are the output signals of the TBW and are fed to the inputs of the drive, which carries out guidance, processing these signals to zero. As a result, with α Σ = 0 and β Σ = 0 (after mining), we have
ДУВН=α ±Выв α ;OVN = α ± Out α;
ДУГН=β ± Выв β ,DUGN = β ± Vyv β,
то есть положение пушки (определяемое сигналами с датчиков наведения) соответствует углам прицеливания α и бокового упреждения β , выработанным в ТБВ.that is, the position of the gun (determined by the signals from the guidance sensors) corresponds to the aiming angles α and lateral lead β generated in the TBV.
Сигналы электрической выверки Выв α и Выв β необходимы для того, чтобы компенсировать остаточный сигнал датчика при согласованном положении прицела, и вводятся при настройке в составе танка. Сумматоры 44 и 48, компараторы 45 и 49, потенциометры регулировки ширины зоны 46 и 50, схема совпадения 47 составляют блок выработки зоны разрешения выстрела, работа которого подробно изложена в описании танкового баллистического вычислителя.The signals of the electrical alignment Vyv and Vyv β are necessary in order to compensate for the residual signal of the sensor at the coordinated position of the sight, and are entered during adjustment in the tank. The
В заявляемом вычислителе используется несколько иное техническое решение. Разностные сигналы α Σ и β Σ , представляющие, по существу, сигналы отклонения пушки от вычисленных углов, поступают на БАЗ 26 и 29. БАЗ 26, 29 выполнены таким образом, что с их выходов снимается парафазное напряжение (описание работы БАЗ смотри ниже), то есть на выходах БАЗ 26 мы имеемIn the inventive calculator uses a slightly different technical solution. Difference signals α Σ and β Σ, which are essentially signals of the deviation of the gun from the calculated angles, are fed to BAZ 26 and 29.
где Uсм - постоянное смещение, возникающее как сумма постоянного смещения сигнала ДУШ относительно общего провода, собственных смещений ЦАП 42 и сумматора 25, смещения сумматора 25 от постоянной составляющей по сигналу Выв α . Так как выходы БАЗ 26 соединены с разнополярными входами сумматора 44, на выходе сумматора мы имеемwhere U cm is the constant bias arising as the sum of the constant bias of the SHOW signal relative to the common wire, the intrinsic offsets of the DAC 42 and the
Таким образом, приведенная схема позволяет подавлять постоянное смещение, которое в противном случае приводило бы к смещению зоны разрешения выстрела. Напряжение с выхода сумматора 44 на компараторе 45 сравнивается с порогом, вводимым потенциометром ширины зоны разрешения 46. В случае Uвых Σ <Uпор (рассогласование мало) на схему совпадения 47 поступает высокий (разрешающий) уровень напряжения. Аналогично работает и схема по каналу β . При поступлении в вычислитель на схему совпадения 47 сигнала питание схемы совпадения ПСС с пусковой кнопки прицела сигнал "Зона разрешения выстрела" (ЗРВ) будет выдан только при наличии высоких уровней с компараторов 46 и 49, то есть выстрел произойдет только в случае совпадения положения пушки с углами, выработанными вычислителем (за исключением допустимого рассогласования, вводимого с потенциометров 46 и 50).Thus, the above scheme allows to suppress a constant bias, which otherwise would lead to a shift in the resolution zone of the shot. The voltage from the output of the
При поступлении на согласующее устройство 37 сигнала "Сброс", что свидетельствует о сбросе измеренной дальности, ТБВ выдает углы α и β равными нулю.Upon receipt of a reset signal to the
При выборе баллистики управляемого снаряда расчет углов прицеливания и бокового упреждения производится по следующему алгоритму в зависимости от поступления на согласующее устройство 37 сигнала "Превышение":When choosing the ballistic of a guided projectile, the calculation of the aiming angles and lateral lead is performed according to the following algorithm, depending on the receipt of the “Exceed” signal to the matching device 37:
где обозначения сигналов соответствуют аналогичным в основном алгоритме, величины относительных угловых скоростей цели ω B и ω г считываются вычислительным устройством 35 из БОЗУ 33 так же, как и в штатном режиме. При работе с управляемым снарядом при поступлении на согласующее устройство 37 сигнала "Сход" и наличии сигнала "Превышение", ТБВ вырабатывает сигнал о времени задержки (τ зад) управляемого снаряда, предназначенный для работы в запыленной местности. Вычисление величины задержки производится по следующей зависимости:where the designations of the signals correspond to those in the main algorithm, the relative angular velocities of the target ω B and ω g are read by the
τ зад =-3,4+3·10-3(Д-Δ Д)(1-0,65·10-3·Δ Т3 -τ ass = -3.4 + 3 · 10 -3 (D-Δ D) (1-0.65 · 10 -3 · Δ T 3 -
1,2·1-3·Δ ТВ+0,31·10-3·Δ Н),1.2 · 1 -3 · Δ T B + 0.31 · 10 -3 · Δ N),
где Δ Д=(VT·cos q+ Vц.ф)((tcx-tизм);where Δ D = (V T · cos q + V cf ) ((t cx -t ISM );
Vц.ф - фиктивная скорость цели, равная 8,34 м/с;V tsf - fictitious target speed equal to 8.34 m / s;
tсх-tизм - интервал времени между сходом управляемого снаряда и моментом измерения дальности.t cx -t ism - time interval between the descent of a guided projectile and the moment of measuring range.
Выдача сигнала τ зад производится следующим образом. Через селектор адреса 36 из таймера 38 считывается текущее время, после чего вычислительное устройство 35 выставляет на шине данных активный уровень в определенном разряде, а на шине адреса - адрес согласующего устройства 41, представляющего собой регистр, выходы которого подключены к формирователям сигналов требуемого уровня, входы - к шине данных, а вход записи - к одному из выходов селектора адреса 36. В результате на выходе τ зад согласующего устройства 41 появляется сигнал. Через время, численно равное вычисленному значению τ зад, происходит повторное обращение к согласующему устройству 41 и запись пассивного уровня по данному разряду. При этом выработка выходного сигнала τ зад прекращается.The issuance of the signal τ ass is as follows. Through the
Применение цифрового вычислительного устройства позволяет осуществить расчет зон встреливания для управляемого снаряда. Расчет производится по следующему алгоритму:The use of a digital computing device allows the calculation of shooting zones for a guided projectile. The calculation is carried out according to the following algorithm:
ЗС=П1+П2+П3+П4,ZS = P 1 + P 2 + P 3 + P 4 ,
где ЗC - сигнал "Запрет стрельбы";where ZC - signal "Prohibition of shooting";
П1 П2, П3, П4 - признаки ограничений:P 1 P 2 , P 3 , P 4 - signs of restrictions:
П1=0 при Д2 ≤ Дmax+·tпол,P 1 = 0 for D 2 ≤ D max + T floor
П2=0 при ω г ,P 2 = 0 at ω g ,
П3=0 при ω B≤ 0,59 град/с,P 3 = 0 at ω B ≤ 0.59 deg / s ,
П4=0 при φ ≤ 12 град,P 4 = 0 for φ ≤ 12 deg,
где Дmax=5000 м, tпол=15,5 с,where D max = 5000 m, t floor = 15.5 s,
Д1 - дальность, измеренная оператором; Д2 - дальность, измеренная в течете времени Δ t=1... 5 с после измерения Д1, φ o=0,6 град/с. D 1 - range measured by the operator; D 2 - range, measured in the course of time Δ t = 1 ... 5 s after measuring D 1 , φ o = 0.6 deg / s.
Уровень сигнала ЗС, соответствующий рассчитанному, записывается в согласующее устройство 41 и с выхода ЗC согласующего устройства 41 поступает в исполнительное устройство. При выборе баллистики снаряда с подрывом на траектории происходит выработка углов α и β так же как для штатного типа баллистики. Кроме того, происходит расчет времени установки взрывателя ty=tп/512, где tп - полетное время, с учетом отклонений условий стрельбы от нормальных, расчитанное в алгоритме.The signal level ЗС corresponding to the calculated one is recorded in the
При поступлении на согласующее устройство 37 сигнала "Запрос" процессор 35 через согласующее устройство 41 выдает два импульса с интервалом между ними, численно равным времени tу. Выдача импульсов осуществляется аналогично выработке сигнала τ зад, описанной выше.Upon receipt of the request signal to the
Устройство управления и синхронизации 51 работает следующим образом. Вход сдвигового регистра 52 соединен с выходом "Конец преобразования" АЦП 31, по окончании аналого-цифрового преобразования происходит последовательно по сигналам с выходов регистра 52 запись результата преобразования в БОЗУ 33, прибавление единицы в счетчик адреса 53 и начало следующего преобразования. Младшие разряды счетчика адреса 53 подключены к управляющим входам коммутатора 23, а старшие - ко входам коммутатора 13. За счет этого можно выделить основной цикл преобразования, за время которого преобразуются все сигналы, подсоединенные к коммутатору 23, и один из сигналов, подсоединенных к коммутатору 13, и полный цикл преобразования, за время которого преобразуются все аналоговые сигналы и происходит полное обновление информации. Приведенная организация устройства управления и синхронизации 51 позволяет повысить частоту преобразования сигналов с основных датчиков за счет того, что сигналы, подсоединенные к коммутатору 13, либо квазистационарны, либо изменяются на порядок медленнее, чем сигналы, подсоединенные к коммутатору 23.The control and synchronization device 51 operates as follows. The input of the
Так как сигналы с датчиков имеют различные фазовые сдвиги относительно опорных напряжений, а выборка и запоминание амплитудных значений сигналов на БАЗ должна осуществляться в момент достижения сигналом максимума, необходима синхронизация сигналов выборки с опорным сигналом. Для этой цеди используется счетчик периода 54, который обнуляется каждый период опорного напряжения сигналом со схемы выделения фронта 55. Выходы счетчика 54 подключены к адресным входам ПЗУ 54, в котором прошита информация, соответствующая фазовым сдвигам всех сигналов относительно опорного напряжения. Дешифратор 57 используется с целью увеличения количества выходов устройства и преобразует двоичный код с ПЗУ 56 непосредственно в сигналы выборки, подключенные ко входам выборки БАЗ.Since the signals from the sensors have different phase shifts relative to the reference voltages, and sampling and storing the amplitude values of the signals on the BAZ should be carried out at the time the signal reaches its maximum, synchronization of the sampling signals with the reference signal is necessary. For this cycle, a
БАЗ 12, 16, 17, 20, 21, 22, 24, 26, 27, 29 работают следующим образом. Запоминаемый сигнал переменного напряжения поступает одновременно на входы аналоговых ключей 58 и 59 (см.фиг.2). На управляющий вход ключа 58 поступают сигналы выборки с дешифратора 54 в моменты времени, соответствующие ψ +π /2, где ψ - фазовый сдвиг для данного датчика, ключ 58 открывается, и на конденсаторе 60 устанавливается значение напряжения, численно равное Um+Uсм, где Um - амплитуда переменного напряжения, Uсм - постоянное смещение сигнала. На управляющий вход ключа 59 поступают сигнал в момент времени и на конденсаторе 61 запоминается значение напряжения -Um+Uсм. Развязывающие усилители 62 и 63, включенные в режиме повторителей, служат для предотвращения разряда запоминающих конденсаторов 60, 61, и их выходы являются выходами БАЗ. При считывании давних в вычислительное устройство 35 осуществляется усреднение результатов преобразования:
где N - получаемый код сигнала; N1 и N2 - соответственно результаты преобразования напряжений с первого и второго выходов БАЗ. Таким образом исключаются погрешности, возникающие в результате постоянного смещения сигналов, и в результате усреднения происходит увеличение точности.where N is the received signal code; N 1 and N 2 - respectively, the results of voltage conversion from the first and second outputs of the BAZ. In this way, errors resulting from a constant bias of the signals are eliminated, and as a result of averaging, an increase in accuracy occurs.
Выполнение танкового баллистического вычислителя согласно описываемому изобретению позволяет по сравнению с прототипом повысить эффективность стрельбы из танка по движущимся целям, целям в условиях горной местности, низколетящим целям, при стрельбе из движущегося танка от практически нулевой для прототипа до значений, близких к получаемым при стрельбе на равнине по неподвижной цели, за счет введения в танковый баллистический вычислитель сигналов относительной угловой скорости цели в вертикальной плоскости, угла положения пушки относительно корпуса в вертикальной плоскости и учета их в алгоритме посредством использования цифрового вычислительного устройства за счет учета собственной скорости цели посредством двух измерений дальности, учета изменения угла прицеливания при стрельбе с наличием бокового крена танка. Кроме того, описываемое изобретение позволяет повысить эффективность стрельбы управляемыми снарядами за счет учета относительной угловой скорости цели в вертикальной плоскости и расчета зон встреливания, повысить эффективность стрельбы из танка за счет возможности использования снарядов с подрывом на траектории. Также выполнение ТБВ согласно описываемому изобретению позволяет увеличивать количество типов боеприпасов.The implementation of the tank ballistic computer according to the described invention allows, in comparison with the prototype, to increase the efficiency of firing from the tank at moving targets, targets in mountainous areas, low-flying targets, when firing from a moving tank from practically zero for the prototype to values close to those obtained when shooting on the plain on a fixed target, due to the introduction into the tank ballistic computer of signals of the relative angular velocity of the target in the vertical plane, the angle of the gun’s position respect to the housing in a vertical plane and recording them in the algorithm by using digital computing device by taking into account its own target speed by means of two range measurements, taking into account changes in the angle of sight when firing the presence of lateral roll of the tank. In addition, the described invention allows to increase the efficiency of firing with guided projectiles by taking into account the relative angular velocity of the target in the vertical plane and calculating the zones of shooting, to increase the efficiency of firing from the tank due to the possibility of using projectiles with detonation on the trajectory. Also, the implementation of the TBV according to the described invention allows to increase the number of types of ammunition.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3169937/09A RU2226715C2 (en) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | Tank ballistic computer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3169937/09A RU2226715C2 (en) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | Tank ballistic computer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2226715C2 true RU2226715C2 (en) | 2004-04-10 |
Family
ID=32464759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU3169937/09A RU2226715C2 (en) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | Tank ballistic computer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2226715C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2534009C1 (en) * | 2013-06-18 | 2014-11-27 | Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" | Signalling device for shooter, which warns of penetration of sighting line into prohibited sector |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3739153A (en) * | 1971-08-12 | 1973-06-12 | Hughes Aircraft Co | Weapon firing computer |
-
1987
- 1987-04-27 RU SU3169937/09A patent/RU2226715C2/en active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3739153A (en) * | 1971-08-12 | 1973-06-12 | Hughes Aircraft Co | Weapon firing computer |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2534009C1 (en) * | 2013-06-18 | 2014-11-27 | Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" | Signalling device for shooter, which warns of penetration of sighting line into prohibited sector |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3339457A (en) | Fire control systems | |
US4128837A (en) | Prediction computation for weapon control | |
US3685159A (en) | Method and system for establishing a correct lead when firing at a moving target | |
US3982246A (en) | General method of geometrical passive ranging | |
EP0239156B1 (en) | System for determining the angular spin position of an object spinning about an axis | |
US3840794A (en) | Control system for tracking a moving target | |
US2508565A (en) | Electrical navigation system | |
EP0451122B1 (en) | Roll angle determination | |
US4020407A (en) | Control system for tracking a moving target | |
GB1108072A (en) | Anti-aircraft weapon carriage | |
RU2226715C2 (en) | Tank ballistic computer | |
US4172409A (en) | Fire control system for vehicle-mounted weapon | |
US4219170A (en) | Missile roll position processor | |
EP0009984B1 (en) | System for controlling the dispersion pattern of a gun | |
US3965582A (en) | Gunnery practice method and apparatus | |
US3288030A (en) | Fire control system for weapons | |
US3733465A (en) | Log-base analog ballistics computer | |
US3995144A (en) | Banked bombing system | |
US3739153A (en) | Weapon firing computer | |
US2671613A (en) | Electrical gun directing system | |
US3320615A (en) | Passive angle ranging apparatus | |
US6422119B1 (en) | Method and device for transferring information to programmable projectiles | |
US3160846A (en) | Elliptical computer | |
RU2111437C1 (en) | Method of gun laying and device for its realization | |
US3011108A (en) | Servo system for controlling a follower member |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20061221 |