SE1900155A1 - Metod för optimering av brisadpunkt - Google Patents

Abstract

Uppfinningen utgörs av en metod för beräkning av brisadpunkt för minst en projektil avfyrad mot ett målobjekt där följande metodsteg innefattas; mäta projektilens position, estimera projektilens position, estimera projektilens hastighet, mäta målobjektets position, estimera målobjektets position, estimera målobjektets hastighet, beräkna optimala brisadpunkter för projektil utifrån projektilens estimerade position, projektilens estimerade hastighet, målobjektets estimerade position samt målobjektets estimerade hastighet, kommunicera brisadpunkter för projektil till projektil. Uppfinningen utgörs vidare av ett datorprogram, ett datorsystem samt ett vapensystem.

Description

Inkom tiil _Patent- ochregzstrerlngsverket 1 ZÛ19 -99- 30 METOD FÖR OPTIMERING Av BRISADPUNKTTEKNISKT OMRÅDE Föreliggande patentansökan avser en metod att användas aveldrörsvapen med ostyrd eller styrd ammunition för attbekämpa målobjekt.

UPPFINNINGENS BAKGRUND, PROBLEMSTÄLLNING OCH KÄND TEKNIK Vid bekämpning av målobjekt, så som. missiler,eller helikoptrar, med eldrörsvapen så användstraditionellt projektiler anordnade ellertidrör. Projektiler anordnade med tidrör briserar/detonerarvid en viss tidpunkt som bestämts utifrån parametrar så somutskjutningshastighet, avstånd till målet etc. Alternativtär projektilen anordnad med som medför att projektilen briserar/detonerar i av' målet då en flygplan med zonrör zonrörnärhetsensor i projektilen detekterar målet.

Exempel på metod och anordning för beräkning av brisadpunktges i patentskrift US 5,8l4,756 en teknisklösning för hur en utifrånmålinmätning och inmätning av projektilens hastighet då denlämnar eldröret. Den i. US 5,8l4,756 visade uppfinningenskiljer sig från den i föreliggande patentansökan beskrivnauppfinningen genom att informationen programmeras i enprojektil i samband med utskjutning från ett eldrörsvapensamt att projektilens hastighet enbart mäts då projektilen som visar brisadpunkt beräknas lämnar eldröret.

Alternativt exempel på metod och anordning för beräkning avbrisadpunkt ges i patentskrift EP O 887 613 Bl som visar enteknisk lösning för hur en brisadpunkt beräknas utifrånprojektilens hastighet i banan på väg mot målet och en nyberäknad brisadpunkt kan programmeras till projektilen medtrådlös kommunikation. Den i EP O 887 613 Bluppfinningen skiljer sig från den i föreliggandepatentansökan beskrivna uppfinningen då målet är i en fast visade position.

Ytterligare problem som föreliggande uppfinning avser lösaframgår i anslutning till den efterföljande detaljeradebeskrivningen av de olika utföringsformerna.

UPPFINNINGENS SYFTE OCH DESS SÄRDRAG Syftet med föreliggande uppfinning är att förbättramöjligheten att beräkna korrekta brisadpunkterprojektiler då eldrörsluftvärn används för att försvaraskyddsobjekt mot anfallande styrda luftburnavapenfarkoster, även benämnt luftmål eller målobjekt.Syftet uppnås genom att beräkna de banor ett målobjekt kan komma att följa för samt beräkna de banor sonx de utskjutnaprojektilerna följer. baseras på uppmättoch/eller estimerad màlobjektets ochprojektilernas aktuella position och hastighet.

Beräkningarnakunskap om Uppfinningen avser en nætod för beräkning av brisadpunktför en projektil ett målobjektföljande metodsteg innefattas; mäta projektilens position, minst avfyrad mot där estimera projektilens position, estimera projektilenshastighet, mäta màlobjektets position, estimeramàlobjektets position, estimera màlobjektets hastighet,beräkna optimala brisadpunkter för projektil utifrånprojektilens estimerade position, projektilens estimeradehastighet, màlobjektets estimerade position samtmàlobjektets estimerade hastighet, kommunicera brisadpunkter för projektil till projektil. för metod för beräkning avprojektil avfyrad mot ett Enligt ytterligare aspekterbrisadpunktmålobjekt gäller; för minst en att målobjektet är ett luftmàl. att luftmålets och projektils bana estimeras för beräkningav projektilens estimerade position, projektilensestimerade hastighet, màlobjektets estimerade position samtmàlobjektets estimerade hastighet. att projektilen är styrbar. att styrinformation till projektilen kommuniceras tillprojektilen utifrån projektilens estimerade position, projektilens estimerade hastighet, målobjektets estimeradeposition samt målobjektets estimerade hastighet därstyrinformationen innefattar styrkommandon för att styraprojektilen mot målobjektet.

Vidare utgörs uppfinningen av ett datorprogram innefattandeprogramkod som, när programkoden exekveras på en dator utför metoden enligt ovan.

Vidare utgörs uppfinningen av ett datorsystem innefattandeen dator där nämnda dator exekverar datorprogram enligtovan.

Vidare utgörs uppfinningen av ett vapensystem innefattandeeldrörsvapen, eldledning samt sensorsystem för att mätamålobjekt och projektiler innefattande ett datorsystemenligt ovan.

Enligt ytterligare aspekter för ett vapensystem gäller; att sensorsystemet innefattar minst en radar.

FÖRDELAR OCH EFFEKTER MED UPPFINNINGEN Fördelen med föreliggande uppfinning är att verkan från samtliga utskjutna projektiler kan nyttjas mot ettmålobjekt. Projektilerna, som företrädesvis är ostyrda, somavfyras vid eldgivning, kommer oavsett avstånd från målobjektet detoneras/briseras vid en så optimal positionsom möjligt för att möjliggöra att verkan i målobjekt kanuppnås.

FIGURFÖRTECKNING Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmareunder hänvisning till de bifogade figurerna där: Fig. l visar ett flödesschema över metod för eldledning motmålobjekt enligt en utförandeform av uppfinningen.

Fig. 2 visar blockschema över anordning för bekämpning avmålobjekt enligt en utförandeform av uppfinningen.

Fig. 3 visar förflyttning för ett målobjekt enligt en utförandeform av uppfinningen.

Fig. 4 visar ett màlobjekts bana enligt en utförandeform avuppfinningen.

DETALJERAD UTFÖRANDEBESKRIVNING Vid bekämpning^ av' ett rörligt màlobjekt, exempelvis ettluftmål, med ostyrda projektiler avfyrade från eldrörsvapenså avfyras projektilerna mot de punkter där målobjektetkommer att befinna sig när projektilerna når fram. Sådanakallade framförpunkter, predikterasutifrån mätdata och estimeringar. På samma sätt kan de motmålobjektet utskjutna projektilernas bana prediktera ellerskattas. Skattningen eller predikteringenkännedom om projektilens tidigare positioner och på enhypotes om hur projektilen kommer att uppträda i framtiden. punkter, vanligen baseras på används för att följa och mäta in Baserat på mätdata från denna sensor Minst enprojektilens läge.estimeras projektilens nuvarande position och hastighet. Enprediktor sedan, ledning av estimat ochhypotes av målobjektet och projektilerna bana, optimalabrisadpunkter för projektiler för att bekämpa målobjektet.En kommunikationsenhet, kommunicerarinformation om brisadpunkt till projektil.brisadpunkt kan exempelvis vara en viss tid från nuvarandetidpunkt, en viss tid utifrån en given klocka eller enpositionsangivelse eller en kombination av ovanstående.

SenSOI beräknar med exempelvis en radio,Informationen om Ett system konstruerat för att bekämpa målobjekt med hjälpav eldrörsvapen och ostyrda projektiler kan bestå av tredelar; vapen och projektiler. Ett sådant systemkan även benämnas eldrörsluftvärn. Med ostyrda projektilermenas olika former av projektiler såsom granater, missileroch/eller raketer avsedda att för att bekämpamålobjektet. En eldledning som ingår i ett eldrörsluftvärninkluderar en eller flera sensorer samt ett flertal metoderför att hantera och utvärdera sensordata. Den eller desensorer som ingår i, och används av, eldledningen kan ävenbenämnas sikte. Förädlad information från siktet användsför att styra inriktningen av både sikte och vapen. eldledning, användas I figur l visas ett flödesschema för en metod i etteldledningssystem JU Då EH1 bekämpning inleds, start 2 ifigur 1, riktas siktet in mot det målobjekt som skallbekämpas. Vanligtvis möjliggörs detta genom att en externenhet, exempelvis en spaningsradar, löpande levererarinformation om målobjektets position som funktion av tid.Denna externa enhet kallas den invisande enheten.

Förfaringssättet kallas invisning 3.

Parallellt med att siktet riktas mot målobjektet så kaneldröret riktas mot en preliminärt beräknad framförpunktbaserad på data den invisande vars position är från enheten.

Màlfångning utgör början på en ny sekvens som kallas mål-och projektilföljning 4. Siktet styr då sin egen siktlinje sa att siktlinjen följer målobjektet. Parallell medmålföljning mäts tidigare avfyrade projektiler in medsiktet eller annan sensor för målinmätning.

När mål- och projektilföljning 4 har etablerats startar mål- och projektilinmätning 5. Siktet försöker nu mäta båderiktning och avstånd till målobjektet och projektilerna.

När siktet mäter in ochposition, under mål- och projektilinmätning 5,vanligen med högre frekvens och med bättre noggrannhet änsensorn kan prestera. Detta ärgrundläggande till att två slag av sensoreranvänds, spaningssensorer och eldledningssensorer. I takt med att sensorer utvecklas kan detta dock komma att ändras målobjektets projektilernas så sker detden vad den invisande orsaken så att en enda sensor används för samtliga uppgifter.

Mätdata används för att beräkna projektilens estimeradeposition, projektilens estimerade hastighet, målobjektetsestimerade position samt målobjektets estimerade hastighetvilket sker i steg 6 estimering av målets och projektilens position och hastighet.

Utifrån projektilens estimerade position, projektilensestimerade hastighet, målobjektets estimerade position samtmålobjektets hastighet, optimalbrisadpunkt predikteras i steget beräkning av optimala brisadpunkter för projektil 8. estimerade kan en Ett alternativ för att beräkna optimal brisadpunkt är attmålobjektets hastighet, projektilens hastighet,(det vinkelräta avståndet relativt projektilensfärdriktning till målobjektet vid passage) samtstridsdelens utformning, d.v.s. i vilka vinklar kastassplitter ut från projektilen. Den optimala brisadpunktenför en projektil räknas ut med trigonometri så att en såstor del av de effektivaste splittren med avseende påverkan från projektilen kommer att träffa målobjektet. utifrånbomavstånd I det fall inmätning av målobjekt samt projektil på olika sätt störs kan olika former av prediktering nyttjasbeskrivna. nedan för att på så sätt beräkna projektilensestimerade position, projektilens estimerade hastighet,målobjektets estimerade position samt målobjektets estimerade hastighet som i_ sin tur kan användas för att beräkna optimal brisadpunkt för projektil. Detta sker isteg 7 Beräkning av målbana och projektilbana. I det fallkontinuerlig mätdata finns tillgängligt blir steg 7redundant.

Vid beräkning/prediktion av målbana för målobjektet ochprojektilbana för projektilen kan dels enklare modellernyttjas förutsätter inmätt banaacceleration men även mer komplexa metoder där målobjektetsacceleration mäts skattas utifrån tänkbara mål, skyddsobjekt, som målobjektet avser att träffa/färdas mot. som färd i en utan in och Då optimal brisadpunkt är beräknad kommuniceras denna tillprojektilen/projektilerna vilket visas i steget Kommuniceraoptimal brisadpunkt till projektil 9. I fallet attförbättrade brisadpunkter beräknas kan dessa återigenkommuniceras till projektilen/projektilerna förutsatt attde inte redan detonerat/briserat. Kommunikation tillprojektil sker exempelvis med en för ändamålet konstrueradkommunikationsutrustning men kan även ske med den sensor som náter in projektilen, exempelvis med en radar. Ävenolika former av radiokommunikation eller optiskkommunikation är andra kommunikationsmetoder som är tillämpbara. I en utförandefornx har varje projektil sinegen unika adress och en unik brisadpunkt kommuniceras tillvarje projektil, företrädesvis kommuniceras estimeradbrisadpunkt tidigt i banan då den elektromagnetiska miljön förutsätts vara mindre störd för att senare, om möjligt, uppdateras i banan. Ett tänkbart scenario är att störmiljönförvärras i projektilens senare meddelandentill projektilen kan förhindras beroende på att radiolänkenär utstörd. I detta fall, i en utförandeform, fortsätterprojektilen med den detonationspunkt som senast mottagits. bana varför Vidare kantill projektilens estimerade position,hastighet, målobjektetsmàlobjektets estimerade hastighet där styrinformationeninnefattar styrkommandon för att styra projektilen motmålobjektet. Genom att styra projektilen kan projektilensposition förflyttas till ett mer målobjektet. styrbara projektiler nyttjas. Styrinformationtill projektilen utifrånprojektilens estimeradeposition projektilen kommuniceras estimerade samt gynnsamt läge närmare Ett eldrörsluftvärnssystem 20, visas i figur 2,innefattar en eldledning 21, ett eller flera vapen 26 ochprojektiler 27 som kan avfyras mot målobjekt. Systemet 20får invisning från någon extern spaningssensor 22, som kansöka av mycket stora volymer med stort djup på bekostnad av noggrannhet och mätfrekvens. I eldrörsluftvärnssystemet 20 SOIII ingår en eldledningssensor 23 som efter invisning kan mätain det enskilda målobjektets position i en liten sektor medbegränsat djup men med hög noggrannhet och hög mätfrekvens.Beräkningsenheten 25 används attframförpunkter som. vapen 26 ska riktas mot samt beräknaoptimala brisadpunkter samt i förekommande fall estimerabanan för målobjekt samt projektil. Eldledningen 21 kanäven innefatta. en skyddsobjektsdatabas 24 som innehållerpositioner för ett flertal skyddsobjekt som kan finnas iVidare ingår för beräkna de närområdet runt eldrörsluftvärnssystemet 20.utrustning för att kommunicera med projektilen, ej visade ifiguren. optimalabrisadpunkter till kommunikationsutrustningen.

Beräkningsenheten 25 kommunicerar Figur 3 visas ett målområde 100 för ett målobjekt på vägmot ett skyddsobjekt 104. På målobjektets färd motskyddsobjektet 104 kommer målobjektet passera ett antalpositioner eller punkter på sin väg mot skyddsobjektet. Ipunkten 101, som befinner sig långt från skyddsobjektet kanmålobjektet bekämpas med en tidigt avlossad projektil 106.Då projektil 106 befinner sig på ett relativt långt avståndfrån målobjektet kan konventionella zonrör ej användas utan en brisadpunkt beräknas då projektilen detonerar och därmed sprider splitter eller annan verkansmetod gentemotmålobjektet så att splittret träffar målobjektet imålobjektets bana på väg mot skyddsobjektet. Eventuellt bekämpas målobjektet alternativt fortsätter målobjektet motskyddsobjektet. I det fall målobjektet fortsätter på sinfärd mot skyddsobjektet kommer, efter en tid,målobjektet befinna sig i punkt 102. I denna punkt bekämpasmålobjektet med en projektil 105 som befinner sig närmaremålobjektet. På samma sätt bekämpas eventuellt målobjekteti denna senare punkt i banan på väg mot skyddsobjektet. Idet fallet att målobjektet inte heller bekämpas i dennaposition fortsätter* målobjektet till punkt 103. I dettafall finns en projektil 107 avlossad mot målobjektet på ett viss nära avstånd från målobjektet. I denna position harmålobjektet en brisadpunkt beräknad med högretillförlitlighet. Projektilen kan även vara utförd med ett zonrör som kan detektera målobjektet.

Figur 4 visar ett målobjekts bana 1000 in mot ettskyddsobjekt 1001. Målobjektet flyger an mot skyddsobjektet1001. Målobjektet upptäcks av en spaningssensor då detpasserar punkt 1002. Spaningssensorn visar då in eneldledningssensor. Någonstans nællan punkt 1002 och 1003hittar eldledningssensorn målobjektet och börjar följa ochmäta in målobjektets position och hastighet. Vid punkt 1003påbörjar målobjektet eventuellt en kursändring, t.ex. iavsikt att upptäcka skyddsobjektet 1001. Vid punkt 1004 ärmålobjektets kursändring avklarad. Vid punkt 1005 börjarmålobjektet att följa en styrlag som strävar efter attstyra till träff i skyddsobjektet 1001. Dåmålobjektet passerar punkt 1006 kan eldledningen börjaprediktera framförpunkt 1007. Prediktionen baseras på datafrån eldledningssensorn och eventuellt en hypotes om vilkenBekämpning av målobjektet kanpåbörjas tidigt och projektiler på väg mot målobjektet kanprogrammeras att brisera, med optimal brisadpunkt, för attmöjliggöra så hög sannolikt som möjligt för bekämpning avmålobjektet. farkosten styrlag målobjektet använder.

ALTERNATIVA UTFÖRINGSFORMER Uppfinningen är inte begränsad till de speciellt visade utföringsformerna utan kan varieras på olika sätt inompatentkravens ram.Det inses exempelvis att antalet givare, i metoden föreldledning mot màlobjekt ingående elementen och detaljernaefter det eller plattform ochkonstruktionsegenskaper tillfället utskjutningsanordning, eller systeni av deanpassas övriga de vapensystem,som förföreligger.

Det inses att ovan beskrivna metod förmålobjekt kan tillämpas för i princip alla styrda farkosteroch system innefattande farkoster och missiler. eldledning mot flygplan, obemannade flygande Vidare är uppfinningen inte begränsad till en viss form avmålobjekt utan även tillämpbar för andra màltyper så somytmål eller luftmål.

Vidare innefattas alla former av projektiler innefattande granater, spränggranater, robotar, missiler och raketer.

Vidare är uppfinningen inte begränsad till ett visst antaltill dettillfället projektiler eller målobjekt utan kan anpassasantal màlobjekt eller projektiler förföreligger.

SOITI

Claims (1)

l. @ .Metod för Metod för beräkning av brisadpunkt för minst enprojektil (l) avfyrad,fràn ett eldrörsluftvarn, motett målobjekt kannetecknad av att följande metodsteginnefattas;mata projektilens position (5)estimera projektilens bana (7),estimera projektilens position (6estimera projektilens hastighet ( frekvent, ),6), stim ra pr j ]til ns bana (7),mata màlobjektets position (5) frekvent,estimera màlobjektets bana (7),estimera màlobjektets position (6),estimera màlobjektets hastighet (6), berakna optimala brisadpunkter för projektilutifrån projektilens estimerade bana, projektilensestimerade position, projektilens estimeradehastighet, màlobjektets estimerade bana,målobjektets estimerade position samt màlobjektetsestimerade hastighet (8), kommunicera brisadpunkter för projektil tillprojektil (9). .Metod för berakning av brisadpunkt för minst en projektil avfyrad mot ett màlobjekt enligt krav lkännetecknad av att màlobjektet ar ett luftmàl. wånfi wn 1Lion/L J IIS.__. (_1- 'nrw- fav-riixj unn rf (YÜw Q F"« m4n~+ nJ. J. 1.|.L_L1.1.L._)L, 1.1.J LA.la .LJ ÜD -1_|_ Ål fiwFwvfiÅ + må_|__|_ u flit/Lu in t, int/L lwm_|__|_\j LJ ~ W fiv 4 +1 n

1.1.8 L/L r/L J J L,_L 1.1.1 1.L .L Ü3rf HQ. Å_|_ Q. I-'3"' L)Ü O nn ~+'m va an1.1.b_) xJL, 1.|.|. J_L/L lL/LL) »-|_.|r- fw-31. berakning av brisadpunkt för minst enprojektilkrav l - 2% kännetecknad av att projektilen ar styrbar. avfyrad mot ett målobjekt enligt något av .Metod för berakning av brisadpunkt för minst en projektil avfyrad mot ett målobjekt enligt krav §4kännetecknad av att styrinformation till projektilenkommuniceras till projektilen utifrån projektilensestimerade position,hastighet,màlobjektets estimerade hastighet dar projektilens estimerademàlobjektets estimerade position samt styrinformationen innefattar styrkommandon for attstyra projektilen mot målobjektet. .Datorprogram innefattande programkod som, nar programkoden exekveras på en dator, kännetecknas avatt namnda dator utfor metoden enligt något av krav l- ë4. .Datorsystem innefattande en dator kännetecknad av att namnda dator exekverar datorprogram enligt krav âê. .Vapensystem innefattande eldrorsvapen, eldledning samt sensorsystem for att mata màlobjekt och projektilerkännetecknad av att eldledningen innefattar ettdatorsystem enligt krav É4. .Vapensystem enligt krav 1% kännetecknad av att sensorsystemet innefattar minst en radar.