RU2467349C1 - Rls for measurement of initial speed of projectile installed on weapon barrel - Google Patents
Rls for measurement of initial speed of projectile installed on weapon barrel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467349C1 RU2467349C1 RU2011140257/08A RU2011140257A RU2467349C1 RU 2467349 C1 RU2467349 C1 RU 2467349C1 RU 2011140257/08 A RU2011140257/08 A RU 2011140257/08A RU 2011140257 A RU2011140257 A RU 2011140257A RU 2467349 C1 RU2467349 C1 RU 2467349C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- projectile
- mixer
- frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано для измерения начальных скоростей снарядов.The invention relates to radar technology and can be used to measure the initial velocity of the shells.
В соответствии с теорией внешней баллистики определение начальной скорости снаряда производится следующим образом.In accordance with the theory of external ballistics, the initial velocity of a projectile is determined as follows.
По линии, совпадающей с продольной осью ствола орудия, выбирают участок траектории (базу) фиксированной длины S, измеренной с высокой точностью. В начале D1 и конце D2 базы устанавливают датчики, реагирующие на пролет снаряда (раму-мишень, соленоид, фотоблокиратор и т.п.) Датчик, установленный в начале базы, располагается на расстоянии Do=D1 от среза ствола орудия, которое также измеряется с высокой точностью. После выстрела с помощью прецизионного измерителя оценивают время tv пролета снарядом заданной базы и вычисляют на ней среднюю скорость снаряда по формуле:On the line coinciding with the longitudinal axis of the gun barrel, select a section of the trajectory (base) of a fixed length S, measured with high accuracy. At the beginning of D 1 and the end of D 2 of the base, sensors are installed that respond to the passage of the projectile (target frame, solenoid, photo blocker, etc.) The sensor installed at the beginning of the base is located at a distance Do = D 1 from the cut of the gun barrel, which also measured with high accuracy. After the shot, with the help of a precision meter, the time tv of the projectile’s flight of a given base is estimated and the average projectile speed is calculated on it using the formula:
Используя полученное Vcp, начальную скорость Vo снаряда вычисляют по формуле:Using the obtained Vcp, the initial velocity of the Vo projectile is calculated by the formula:
Vo=ΔV(D)+Vcp,Vo = ΔV (D) + Vcp,
где ΔV(D)=104id2x/2mΔD (V), снижение скорости снаряда при пролете им отрезка дальности от среза ствола орудия до середины базы (т.е. на отрезке длиной D=x=Do+S/2).where ΔV (D) = 10 4 id 2 x / 2mΔD (V), the decrease in the velocity of the projectile when it spans a range from the cut of the gun barrel to the middle of the base (i.e., on a length of D = x = Do + S / 2) .
Здесь: i - коэффициент формы снаряда; d - калибр снаряда; m - масса снаряда;Here: i is the shell shape coefficient; d is the caliber of the projectile; m is the mass of the projectile;
m ΔD (V) - функция зависимости дальности от скорости снаряда, значения которой для закона Сиаччи находятся по специальным таблицам.m ΔD (V) is the function of the dependence of range on the velocity of the projectile, the values of which for the Siacci law are found in special tables.
Запишем величину начальной скорости снаряда через зависимость снижения его линейной скорости от удаления от среза ствола орудия. Для чего определим значения линейных скоростей снаряда в начале и конце выбранной базы:We write the value of the initial velocity of the projectile through the dependence of the decrease in its linear velocity on the distance from the cut of the gun barrel. Why determine the values of the linear velocity of the projectile at the beginning and end of the selected base:
VD1=Voi-ki D1,V D1 = Voi-ki D 1 ,
VD2=Voi-ki D2.V D2 = Voi-ki D 2 .
Тогда средняя скорость снаряда определится как:Then the average velocity of the projectile is defined as:
Vcp=[2Voi-(ki D1+ki D2)]/2=Voi-0,5(ki D1+ki D2).Vcp = [2Voi- (ki D 1 + ki D 2 )] / 2 = Voi-0.5 (ki D 1 + ki D 2 ).
ОткудаWhere from
Voi=0,5(ki D1+ki D2)+(D2-D1)/tvVoi = 0.5 (ki D 1 + ki D 2 ) + (D 2 -D 1 ) / tv
илиor
Voi=0,5ki(2D1+S)+S/tv.Voi = 0.5ki (2D 1 + S) + S / tv.
Анализируя последнее выражение, можно утверждать, что начальная скорость Voi снаряда зависит от удаления D1 базы S=D2-D1 от РЛС и от времени tv пролета ее снарядом.Analyzing the last expression, it can be argued that the initial velocity of the Voi projectile depends on the distance D 1 of the base S = D 2 -D 1 from the radar and on the time tv of its projectile passage.
Начиная с 70-х годов прошлого столетия, для определения начальной скорости боеприпаса стали применять простейшие доплеровские радиолокаторы, создавая на их основе артиллерийские баллистические станции (АБС), осуществляющие их наблюдение на траектории полета. Причем наблюдение начинают через задаваемое время после вылета снаряда из ствола орудия. Так, например, в изделии «Рампа» реализован способ экстраполяции, согласно которому предполагают известным вид «скоростной» траектории снаряда, а по дискретным значениям его текущей скорости определяют параметры этой «скоростной» траектории, необходимые для экстраполяции скорости снаряда от начала его радиолокационного наблюдения до момента вылета из ствола орудия [Патент RU, №2250476, 2002 г.].Starting from the 70s of the last century, the simplest Doppler radars began to be used to determine the initial velocity of ammunition, creating artillery ballistic stations (ABS) based on them, monitoring them on the flight path. Moreover, the observation begins after a predetermined time after the departure of the projectile from the gun barrel. So, for example, in the Ramp product, an extrapolation method is implemented, according to which the type of “high-speed” projectile trajectory is assumed to be known, and the discrete values of its current speed determine the parameters of this “high-speed” trajectory necessary to extrapolate the projectile speed from the beginning of its radar observation to the moment of departure from the gun barrel [Patent RU, No. 2250476, 2002].
При вылете снаряда из ствола орудия возникает ионизированное облако, экранирующее снаряд от радиолокатора АБС, которое, по утверждениям авторов патента, рассеивается, а движение снаряда становится более устойчивым только через примерно (0,05÷0,15) с. Поэтому в АБС устанавливается задержка начала формирования доплеровского эхо-сигнала снаряда, обработки этого сигнала и вычисления фактической начальной скорости снаряда, т.е. база S устанавливается на определенном удалении D1 от АБС.When the projectile leaves the gun’s barrel, an ionized cloud appears, which shields the projectile from the ABS radar, which, according to the authors of the patent, dissipates, and the projectile motion becomes more stable only after about (0.05 ÷ 0.15) s. Therefore, in the ABS, a delay is set for the start of the formation of the Doppler echo of the projectile, the processing of this signal and the calculation of the actual initial velocity of the projectile, i.e. base S is installed at a certain distance D 1 from the ABS.
Известна РЛС измерения начальной скорости снаряда с использованием способа определения моментов пролета снарядом начала и конца известного интервала расстояния [патент 2367975, RU, G01S 13/58], содержащая приемно-передающую антенну, вход которой, работающий на передачу, подключен к высокомощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно спадающему закону, а выход, работающий на прием, подключен к первому входу смесителя, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика, а выход - к входу фильтра разностных частот, а также последовательно соединенные генератор непрерывной частоты, второй смеситель, широкополосный фильтр, усилитель-ограничитель, узкополосный полосовой фильтр, амплитудный детектор, компаратор, формирователь импульса, измеритель интервала времени и вычислитель начальной скорости снаряда, при этом второй вход компаратора подключен к шине опорного напряжения, а первый вход второго смесителя подключен к выходу фильтра разностных частот.Known radar for measuring the initial velocity of a projectile using a method for determining the moments of passage by a projectile of the beginning and end of a known distance interval [patent 2367975, RU, G01S 13/58] containing a transmitting and receiving antenna, the input of which is working on a transmission, connected to a high-power output of a continuous transmitter a signal with frequency modulation according to a one-sided sawtooth linearly decreasing law, and the output operating at the reception is connected to the first input of the mixer, the second input of which is connected to the low-power output of the transmitter a, and the output is to the input of the difference frequency filter, as well as a series-connected continuous frequency generator, a second mixer, a broadband filter, an amplifier-limiter, a narrow-band pass filter, an amplitude detector, a comparator, a pulse shaper, a time interval meter and an initial projectile velocity calculator, the second input of the comparator is connected to the voltage reference bus, and the first input of the second mixer is connected to the output of the difference frequency filter.
Из-за ионизированного облака, экранирующего снаряд от радиолокатора, в известной РЛС также базу S устанавливают на определенном удалении D1 от нее.Due to the ionized cloud shielding the projectile from the radar, in the known radar also the base S is set at a certain distance D 1 from it.
Одним из основных требований, предъявляемых к измерителям начальной скорости снарядов, является обеспечение высокой точности определения скорости снаряда в момент его вылета из ствола орудия при минимальных массово-габаритных и стоимостных характеристиках изделий.One of the main requirements for measuring the initial velocity of shells is to ensure high accuracy in determining the velocity of the shell at the time of its departure from the gun’s barrel with minimum mass-dimensional and cost characteristics of the products.
Целью изобретения является повышение точности измерения начальной скорости снаряда.The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the initial velocity of the projectile.
Поставленная цель достигается за счет переноса измеряемой базы на более близкое расстояние к срезу ствола орудия.The goal is achieved by transferring the measured base to a closer distance to the cut of the gun barrel.
РЛС измерения начальной скорости снаряда, установленная на стволе орудия, выполнена в виде РЛС измерения начальной скорости снаряда по патенту №2367975, RU, G01S 13/58 с дополнительно введенными триггером, вторым генератором непрерывной частоты и аналоговым ключом. При этом выходы первого и второго генераторов непрерывной частоты подключены соответственно к первому и второму входам аналогового ключа, выход которого подключен к второму входу второго смесителя, а вход управления - к выходу триггера, вход которого подключен к выходу формирователя импульса РЛС.The radar for measuring the initial velocity of the projectile mounted on the gun’s barrel is made in the form of radar for measuring the initial velocity of the projectile according to Patent No. 2367975, RU, G01S 13/58 with an additional trigger, a second continuous frequency generator and an analog key. The outputs of the first and second continuous frequency generators are connected respectively to the first and second inputs of the analog switch, the output of which is connected to the second input of the second mixer, and the control input is to the output of the trigger, the input of which is connected to the output of the radar pulse shaper.
Проанализируем, в том числе на примерах работу РЛС измерения начальной скорости снаряда, устанавливаемую на ствол орудия.Let us analyze, including, by way of example, the work of the radar measuring the initial velocity of a projectile mounted on the gun’s barrel.
Как уже отмечалось, при вылете снаряда из ствола орудия возникает ионизированное облако, экранирующее снаряд от радиолокатора, что приводит к необходимости устанавливать измерительную базу S на определенном удалении от РЛС и снижению точности измерения начальной скорости снаряда. Следует отметить, что при скоростях перемещения снарядов порядка 2000 м/с базу S из-за ионизированного облака, экранирующего снаряд, необходимо будет устанавливать на удалении от РЛС порядка 2000 м/с × (0,05÷0,15)c=(100÷300) м.As already noted, when the projectile leaves the gun’s barrel, an ionized cloud appears, which shields the projectile from the radar, which leads to the need to establish the measuring base S at a certain distance from the radar and reduce the accuracy of measuring the initial velocity of the projectile. It should be noted that at projectile velocities of the order of 2000 m / s, S base due to the ionized cloud screening the projectile will need to be installed at a distance of about 2000 m / s from the radar × (0.05 ÷ 0.15) c = (100 ÷ 300) m.
Рассмотрим, можно ли сделать РЛС измерения начальной скорости снаряда с минимально возможным удалением от нее базы S, для того чтобы повысить точность измерения начальной скорости снаряда. Для чего добавим в обнаружитель сигналов узкополосного спектра частот РЛС измерения начальной скорости снаряда [патент №236775, RU, G01S 13/58] генератор непрерывного сигнала частотой, например, 500 кГц. При этом используемый (с частотой, например, 100 кГц) и вновь введенный генератор непрерывных частот к второму смесителю РЛС будем подключать через управляемый напряжением аналоговый ключ. А также пусть через приемно-передающую антенну РЛС в пространство излучают и принимают отраженные от удаляющегося от нее снаряда сигналы с, например, параметрами: fo=100 ГГц, Fm=50 кГц, dfm=200 мГц, удовлетворяющими, например, при расстоянии Do=1,5 м и Vo=150 м/с условию:Consider whether it is possible to make radar measurements of the initial velocity of the projectile with the minimum possible distance from her base S, in order to improve the accuracy of measuring the initial velocity of the projectile. Why add to the detector signals of the narrowband frequency spectrum of the radar measuring the initial velocity of the projectile [patent No. 236775, RU, G01S 13/58] a continuous signal generator with a frequency of, for example, 500 kHz. At the same time, we will connect the used (with a frequency, for example, 100 kHz) and newly introduced continuous frequency generator to the second radar mixer via an analog key controlled by voltage. And also, let signals with, for example, parameters: fo = 100 GHz, Fm = 50 kHz, dfm = 200 MHz, satisfying, for example, at a distance Do = 1.5 m and Vo = 150 m / s condition:
Do/Vo=fo/Fm dfm=1,5 м/150 (м/с)=100 ГГц/50 кГц 200 мГц = 0,01 с.Do / Vo = fo / Fm dfm = 1.5 m / 150 (m / s) = 100 GHz / 50 kHz 200 MHz = 0.01 s.
Тогда очевидно если при вылете снаряда из ствола орудия на второй смеситель РЛС будет поступать опорный сигнал частотой 100 кГц, то на выходе РЛС короткий импульс появится тогда, когда снаряд окажется на удалении в D21,5=21,5 м от РЛС, т.е. когда на выходе СВЧ смесителя РЛС будет формироваться разностный сигнал частотой:Then it is obvious that when a projectile leaves the gun barrel a reference signal with a frequency of 100 kHz arrives at the second radar mixer, then a short pulse will appear at the radar output when the projectile is at a distance of D 21.5 = 21.5 m from the radar, t. e. when a difference signal is generated at the output of the microwave radar mixer:
Fp21,5-Ц=[(2D21,5)Fm dfm/С]-(2V2000fo/С)=100 кГц -Fp 21.5-C = [(2D 21.5 ) Fm dfm / C] - (2V 2000 fo / C) = 100 kHz -
- сигнал из отражений от снаряда, удаляющегося с радиальной скоростью 2000 м/с.- a signal from reflections from a projectile moving away with a radial velocity of 2000 m / s.
Первым коротким импульсом с выхода РЛС, например, триггер переводится в состояние с потенциалом на выходе, позволяющим через аналоговый ключ на второй смеситель пройти опорному сигналу частотой 500 кГц. При этом разностный сигнал частотой 100 кГц на выходе СВЧ смесителя РЛС перестанет формироваться, даже если, например, длинный снаряд еще полностью не пролетит точки пространства, отстоящей от антенны РЛС на 21,5 м. Так как эту точку пространства снаряд пролетит быстрее, чем ионизированное облако, и при этом произойдет смена опорной частоты на входе второго смесителя РЛС, то на выходе СВЧ смесителя РЛС разностного сигнала частотой 100 кГц от ионизированного облака сформировано не будет.The first short pulse from the output of the radar, for example, the trigger is translated into a state with a potential at the output, allowing through the analog key to the second mixer to pass the reference signal with a frequency of 500 kHz. In this case, a difference signal with a frequency of 100 kHz at the output of the microwave radar mixer will cease to be formed even if, for example, a long projectile still does not completely pass a space point 21.5 m away from the radar antenna. Since this projectile will travel faster than the ionized one cloud, and in this case the reference frequency changes at the input of the second radar mixer, then at the output of the microwave radar mixer, a difference signal with a frequency of 100 kHz from the ionized cloud will not be formed.
Второй короткий импульс на выходе РЛС появится тогда, когда снаряд окажется на удалении в D24,5=24,5 м от РЛС, т.е. когда на выходе СВЧ смесителя РЛС будет формироваться разностный сигнал частотой:A second short pulse at the radar output will appear when the projectile is at a distance of D 24.5 = 24.5 m from the radar, i.e. when a difference signal is generated at the output of the microwave radar mixer:
Fp24,5-Ц=[(2D24,5)Fm dfm/С]-(2V2000 fo/С)=300 кГц.Fp 24.5-C = [(2D 24.5 ) Fm dfm / C] - (2V 2000 fo / C) = 300 kHz.
Вторым коротким импульсом с выхода РЛС регистр сдвига переведется в состояние с потенциалом на выходе, позволяющим через аналоговый ключ на НЧ смеситель пройти опорному сигналу частотой 100 кГц. При этом разностный сигнал частотой 300 кГц на выходе СВЧ смесителя РЛС перестанет формироваться, даже если снаряд полностью не пролетит точки пространства, отстоящей от антенны РЛС на 24,5 м. То есть на выходе СВЧ смесителя РЛС разностного сигнала частотой 300 кГц от ионизированного облака сформировано также не будет.With a second short pulse from the radar output, the shift register is transferred to a state with a potential at the output, which allows the reference signal to pass at a frequency of 100 kHz through an analog switch to the LF mixer. In this case, a 300 kHz difference signal at the output of the microwave radar mixer will cease to be formed even if the projectile does not completely pass a space point 24.5 m away from the radar antenna. That is, at the output of the 300 kHz difference microwave radar mixer the signal is generated from the ionized cloud also will not be.
Очевидно, как следует из вышесказанного, при предложенном методе измерения начальной скорости снаряда база S=(24,5-21,5)=3 м располагается на расстоянии 21,5 м от антенны РЛС. В известной же РЛС измерения начальной скорости снаряда базу S необходимо было бы устанавливать на удалении, как уже отмечалось, (100÷300) м от радиолокатора.Obviously, as follows from the above, with the proposed method for measuring the initial velocity of the projectile, the base S = (24.5-21.5) = 3 m is located at a distance of 21.5 m from the radar antenna. In the well-known radar for measuring the initial velocity of the projectile, the base S would need to be installed at a distance, as already noted, (100 ÷ 300) m from the radar.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140257/08A RU2467349C1 (en) | 2011-10-05 | 2011-10-05 | Rls for measurement of initial speed of projectile installed on weapon barrel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140257/08A RU2467349C1 (en) | 2011-10-05 | 2011-10-05 | Rls for measurement of initial speed of projectile installed on weapon barrel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2467349C1 true RU2467349C1 (en) | 2012-11-20 |
Family
ID=47323344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011140257/08A RU2467349C1 (en) | 2011-10-05 | 2011-10-05 | Rls for measurement of initial speed of projectile installed on weapon barrel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2467349C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2501033C1 (en) * | 2012-07-02 | 2013-12-10 | Виктор Леонидович Семенов | Projectile muzzle velocity radar mounted at gun barrel |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6348856B1 (en) * | 1997-12-04 | 2002-02-19 | At&T Laboratories - Cambridge Limited | Detection system for determining positional and other information about objects |
US6493649B1 (en) * | 1996-12-04 | 2002-12-10 | At&T Laboratories - Cambridge Limited | Detection system for determining positional and other information about objects |
RU2007146926A (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-10 | Виктор Леонидович Семенов (RU) | RADAR MEASUREMENT RELATIVE SPEED OBJECT |
RU2367975C1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-09-20 | Виктор Леонидович Семенов | Method for detection of moments of projectile flying over beginning and end of available interval of distance, rls for measurement of projectile initial speed |
RU2381524C1 (en) * | 2008-05-28 | 2010-02-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Tracking system for mobile objects |
-
2011
- 2011-10-05 RU RU2011140257/08A patent/RU2467349C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6493649B1 (en) * | 1996-12-04 | 2002-12-10 | At&T Laboratories - Cambridge Limited | Detection system for determining positional and other information about objects |
US6348856B1 (en) * | 1997-12-04 | 2002-02-19 | At&T Laboratories - Cambridge Limited | Detection system for determining positional and other information about objects |
RU2007146926A (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-10 | Виктор Леонидович Семенов (RU) | RADAR MEASUREMENT RELATIVE SPEED OBJECT |
RU2367975C1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-09-20 | Виктор Леонидович Семенов | Method for detection of moments of projectile flying over beginning and end of available interval of distance, rls for measurement of projectile initial speed |
RU2381524C1 (en) * | 2008-05-28 | 2010-02-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Tracking system for mobile objects |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2501033C1 (en) * | 2012-07-02 | 2013-12-10 | Виктор Леонидович Семенов | Projectile muzzle velocity radar mounted at gun barrel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2367975C1 (en) | Method for detection of moments of projectile flying over beginning and end of available interval of distance, rls for measurement of projectile initial speed | |
CN109375202B (en) | Vehicle distance and speed measurement method based on vehicle-mounted millimeter wave radar | |
US7352319B2 (en) | Methods and systems utilizing Doppler prediction to enable fusing | |
EP0023365A2 (en) | Doppler-type projectile velocity measurement apparatus and method | |
RU2525303C2 (en) | Method of determining time for issuing command to launch and detonate protective ordnance, proximity fuse | |
RU2467349C1 (en) | Rls for measurement of initial speed of projectile installed on weapon barrel | |
RU2715994C1 (en) | Method for measuring initial speed of projectile | |
RU2710894C1 (en) | Method of classification and blanking of discrete interference | |
RU2501033C1 (en) | Projectile muzzle velocity radar mounted at gun barrel | |
RU2518108C1 (en) | Method to measure velocity of rocket head-on approaching asteroid and device for its implementation | |
US3029426A (en) | System for obtaining miss distance | |
RU2515580C1 (en) | Method to measure external ballistic characteristics of projectile and device for its realisation | |
RU2392639C1 (en) | Method for measurement of missile initial speed and device for its implementation | |
RU2250476C2 (en) | Measuring of a shell's initial speed mode and device for its realization | |
RU2701212C1 (en) | Method of determining an additional signal attenuation coefficient in a radio communication channel with an aircraft | |
RU2338220C1 (en) | Method of measurement of shell speed | |
RU2651954C1 (en) | Method of muzzle velocity measurement and the device for its implementation | |
RU2474843C1 (en) | Instantaneous bullet speed measuring radar | |
RU2518099C1 (en) | Method of measuring length of moving object and device for realising said method | |
CN105629222A (en) | Airborne radar frequency modulation ranging method with error correction function | |
RU2782477C1 (en) | Method for measuring the initial project speed | |
RU2519608C1 (en) | Method for determining characteristics of fragmentation field of ammunition, and device for its implementation | |
RU2471138C1 (en) | Method for determining protective ammunition subject to launching, and device for its implementation (versions) | |
Padhy et al. | Methods for measuring projectile in-bore profile using ka band doppler radar and piezoelectric transducers | |
RU2522426C2 (en) | Method of measuring change in target velocity on range and apparatus therefor |