SE459694B - Metod foer att bestaemma en traeffpunkt mellan ett roerligt maal och en ammunitionsenhet - Google Patents

Description

459 694 j TEKNIKENS STANDPUNKT Vapensystemet förutsättes innehålla någon form av kalkylator som kan bestämma målets läge en viss tid, räknat från en utgångstid, framåt i tiden. Denna tid utgöres av den s k prediktionstiden. 3 Bestämningen kan ske implicit eller explicit. Kalkylatorn skall även kunna bestämma sambandet mellan en punkt i màlets bana och projektilens flygtid till densamma.

Denna punkt, d v s trâffpunkten, kännetecknas således av att ti- den för målet att nå dit, d v s prediktionstiden, är lika med projektilens flygtid till samma punkt.

Principen för nämnda màlprediktor är att den med utgångspunkt från prediktionstiden kan generera en signalgivning som svarar mot ett s k predikterat läge. En dylik màlprediktor arbetar därvid till- sammans med en ballistikberäkningsenhet som med hjälp av det sålunda predikterade läget eller punkten kan framrâkna flygtiden för ammunitionsenheten.

Alternativt kan man utnyttja en màlprediktor som med utgångspunkt från ett predikterat läge kan ge en signalgivning som svarar mot prediktionstiden. I detta fall ombesörjer ballistikberäkningsen- heten signalgivning som svarar mot en eller flera aktuella punkter, d v s träffpunkter, med utgångspunkt från skjuttiden.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN TEKNISKT PROBLEM Problemet med att bestämma träffpunkten beror av följande faktorer. Prediktorn ger en med tiden varierande signalgivning pà grund av att målet rör sig på ett varierat sätt. Konstant predik- tionstid ger således ej konstant predikterat läge. Även ballistik- beräkningen är tidsvariabel på grund av att förhållandena kan ändras allt eftersom, så t ex kan vindstyrkan ökas. Därtill kom- mer att ballistikberäkningen i sig är olinjär. Detta kan kompen- a 459 694 seras genom att kraftiga förenklingar i beräkningen införes.

Sistnämnda faktum medför att träffpunkten inte kan bestämmas explicit, utan någon typ av iterativ (upprepad) metod måste an- vändas. Detta i sin tur medför att alla ingående ekvationer måste vara konstanta, d v s i det här aktuella fallet prediktionen, ballistikberâkningen och iterationen måste genomföras med konstanta ekvationer.

I enlighet med ovanstående varierar emellertid ekvationerna med tiden, vilket medför att alla utförda beräkningar måste ske oändligt snabbt för att ett acceptabelt resultat skall kunna uppnås. Om detta à andra sidan icke kan ske uppstår oönskade effekter i den iterativa beräkningen.

Om det antages att man först i beräkningskretsen bestämmer pre- diktionstiden med utgångspunkt från den utgångstid to och denna tillföres målprediktorn erhålles frànden senare ett predikterat läge som är fastställt vid tiden to + 151. Uppgiften om det pre- dikterade läget tillförs ballistikberäkningsenheten som skall bestämma flygtiden till ifrågavarande punkt. För denna bestämning är det givet att tiden = to +~A1. Bestämníngen i ballistikberäkningsenheten är klar vid tu + A1 +A2.

Bestämning av ny prediktionstid i beräkningskretsen blir klar vid to +A1 +Å2 +A3, o s v. Al är således tiden för den första prediktionen. ÅÄZ är tiden för den första ballistikberäkningen. É>3 är tiden för bestämning av ny prediktionstid, o s v.

Om den gjorda iterationen antages konvergera, d v s flygtiden till det predikterade läget är = prediktionstiden, kan från be- räkningskretsen genereras en signalgivning som t ex svarar mot framförhàllníngen till målet.

En osäkerhet föreligger dock i ovanstående hittills utnyttjade metoder. På grund av de av beräkningstiderna förorsakade för- dröjningarna vet man i realiteten inget väsentligt om träff- 459 694 4' punkten vid den egentliga avfyringen. Det man vet är endast att om man hade skjutit vid tiden to så hade man träffat målet om balliseikfarhàiianaena naae varit sam ae via tiden t° +A1 rådande. Denna insikt koxnmer man fram till vid to +Å1 +42 +A3, men denna insikt får man för sent samtidigt som två ouppfyllda villkorssatser föreligger. a: LÖSNINGEN Uppfinningen har som huvudändamàl att föreslå en metod som löser bl a den i ovanstående angivna problematiken och utgår från att man skall ta hänsyn till beräkningstiderna och eliminera dessas effekter. I enlighet med uppfinningen förutsättes att man skaffar sig kännedom om hur lång tid iterationen tar. Denna tid anges som Tmax, som kan variera från fall till fall. Dessutom skall föränd- ringar i mâlprediktionen och ballistikberäkning kunna förutses.

Metoden innebär att dä iterationen startar i utgàngstidspunkten to låses màlprediktorn och ballistikberäkningsenheten så att de blir oberoende av efterföljande tidsvariationer. Förhållandena för málprediktion och ballistikberäkning uppskattas till att an- ta värden som föreligger vid.tiden to + Tmax. Iterationen utfö- res därefter på i och för sig känt sätt.

Det som mera konkret kan anses känneteckna uppfinningen är att tidsrymden för nämnda iterativa beräkningsförlopp förutbestämmes eller är förutbestämd, t ex med hjälp av att beräkningskretsen tillföres uppgifter härom respektive beräkningskretsen är för inproqrammerad med nämnda uppgifter, att málprediktorn och balli- stikberäkningsenheten låses vid beräkningsförloppets början så att deras efter läsningen utförda bearbetningsfunktioner beror endast på den parameter, t ex skjuttid, som fortsättningsvis skall beräknas, att màlprediktorn och ballistikberäkningsenheter- na bringas att arbeta med sådana värden på sina tillförda informationer som vid nämnda bearbetningsförlopps början förut- sättes föreligga vid slutet av nämnda tidrymd, och att nämnda signalgivning relateras till de genomförda iterativa beräknings- förloppen som utföres med sålunda låst prediktor, låst ballistik- beräkningsenhet och nämnda förutsedda förhållande vid slutet av nämnda tidsrymd. 459 694 FÖRDELAR Genom det i ovanstående föreslagna kan man på ett bättre sätt er- hålla en signalgivning som svarar mot den egentliga framförhåll- ningen. I fall där beräkningsförloppet, prediktionen och balli- stikberäkningen varierar i tiden, svaret skall föreligga i realtid och làsningstiden är större än 0, kan variationen således göras predikterbar. I förhållande till tidigare metoder (där man löst ovanstående problem så fort det gått och accepterat tidsförskjut- ningen) förutsättes i enlighet med den nya metoden att problemet i sig predikteras så att beräkningar och dylikt hinner genomföras.

FIGUPFÖRTECKNING En för närvarande föreslagen utföringsform av en metod som uppvi- sar de för uppfinningen signifikativa kännetecknen skall beskrivas i nedanstående under samtidig hänvisning till figur 1 som visar en beräkningskrets, en målprediktor och en ballistikberäkningsenhet kopplade i en sluten slinga, och figur 2 visar exempel pà vapensystem i förhållande till målet.

BÄSTA UTFÖRINGSFORMEN En beräkningskrets är angiven med l. Denna beräkningskrets kan ut- göras av i och för sig känt slag som är anordnat att iterativt bearbeta på dess ingång la införda data. Beräkningskretsen gene- rerar på sin utgång lb en signalgivning som svarar mot en predik- tionstid, vilken är den tid som ett mål tar för att flytta sig från ett innevarande läge fram till en träffpunkt mellan målet och en ammunitionsenhet som avfyras från ett utskjutningsläge. Nämnda beräkningskrets ingår i en sluten slinga tillsammans med en målprediktor 2 och en ballistikberäkningsenhet 3. Màlprediktorn mottar pà sin ingång 2a den från beräkningskretsen utgående infor- 459 694 'i mationen och ger på sin utgång Zb en signalgivning som motsvarar ett predikterat läge för målet, d v s ett läge målet förväntas ï inta efter den predikterade tiden, allt räknat från det innevaran- de läget för målet. Ballistikberäkningsenheten mottar i sin tur på sin ingång 3a den från målprediktorn utgående signalgivningen och förväntas att i beroende av denna på sin utgång ge en signalgiv- ning som svarar mot ammunitionsenhetens flygtid till målet. Ut- gàngen 3b är kopplad till ingången la på beräkningskretsen som mottar data i form av nämnda flygtidsangivelse. n De tre enheterna 1, 2 och 3 kan vara av i och för sig känt slag.

Dock skall målprediktorn 2 och ballistikberäkningsenheten vara låsbara såtillvida att de kan bringas arbeta med informationer som föreligger om målet respektive ballistiken vid det tillfälle då beräkningen av träffpunkten skall genomföras. Denna låsning har i figuren indikerats med ingångar 2c respektive 3c. Dessutom skall målprediktorn och ballistikberäkningsenheten vara utförda så att de efter nämnda låsning kan tillföras ytterligare informationer och i det fortsatta beräkningsförloppet arbeta med dessa ytter- ligare informationer. För målprediktorns 2 del utgöres nämnda ytterligare informationer av antagna uppgifter om målet och dettas beteende som förväntas föreligga vid beräkningsförloppets slut eller efter dess fullföljande. För ballistikenhetens 3 del avser nämnda ytterligare information uppgifter om ammunitionsenhetens ballistik som antages föreligga vid beräkningsförloppets slut eller efter fullföljandet av beräk- ningsförloppet. De ytterligare informationerna har i figuren angetts kunna vara tillförbar ytterligare ingångar 2d respektive 3d.

Beräkningskretsen l bearbetar iterativt inkommande data, varvid bearbetningen kan ske åtminstone delvis med hjälp av sekantmeto- den. Beräkningsförloppet genomföres i olika varv. I det första varvet antages prediktionstiden vara 0. I andra varvet antages prediktionstiden bli lika med ammunitionsenhetens flygtid. övriga prediktionstider bestämmes i beräkningsenheten med nämnda sekant- metod (trigonometrisk funktion som är det inverterade värdet av 459 694 cosinus).

Beräkningskretsen är försedd med en ytterligare informationsingáng lc. Efter beräkningsförloppet slut skall beräkningsenheten 1 pà en utgång ld alstra en signalgivning som innefattar information om nämnda träffpunkt.

Funktionen i den i figuren visade uppkopplingen blir följande. I málprediktorn 2 införes via ingångar 2e fortlöpande information om målet och dettas beteende. I ballistikberäkningsenheten införes via ingångar 3 e fortlöpande data om ammunitionsenhetens ballis- tiska egenskaper och om de yttre förhållandena i samband med skjutningen. Utgángshastigheter och flyghastigheter samt karak- täristiska beteenden för ammunitionsenheten kan därvid bli aktu- ella. Då det gäller de yttre omständigheterna är vindstyrka, vind- riktning, och liknande intressanta.

Då man beslutar att genomföra ett beräkningsförlopp sammankopplas nämnda enheter 1, 2 och 3 i nämnda slutna slinga. Det är givetvis möjligt att enheterna vid beräkningsförloppets början redan är sammankopplade. För respektive beräkningsförlopp antas den iterativa beräkningen ta en förutbestämd tidsrymd (jfr Tmax enligt ovan). Uppgifter om detta antagandet kan vara inprogrammerat i kretsen l eller kan tillföras via ingången lo. Vid beräknings- loppets början, eller innan beräkningsloppet, låses màlprediktorn och ballistiksberäkningsenheten med hjälp av pàverkningar via in- gångarna 2c respektive 3c. Efter denna låsning arbetar màlpredik- torn och ballistikberäkningsenheten med hjälp av páverkningar via ingångarna 2c respektive 3c. Efter denna läsning arbetar màlpre- diktorn och ballistikberäkningsenheten inte med efterföljande tidsvariabla funktioner. Till målprediktorn och ballistikberäk- ningsenheten införes även antagande om målet och dess beteende respektive ballistiken och de yttre omständigheterna, vilka an- taganden är knutna till de förhållanden som förväntas föreligga vid beräkningsförloppets slut eller efter beräkningsförloppet.

Därefter genomföres de iterativa beräkningarna pá i och för sig känt sätt med den skillnaden att màlprediktorn och ballistikbe- 459 694 räkningsenheten är låsta pà angivet sätt och nämnda antaganden är införda i beräkningsenheten 1, málprediktorn 2 och balli- stíkberäkningsenheten 3.

Efter beräkningsförloppets slut erhålles den avgivna signalgiv- ningen om träffpunkten pà utgången ld.

I figuren 2 är ett màl angivet med 4, en ammunitionsenhet med 5 och en träffpunkt med 6. Till màlprediktorn 2 införes informa- tion 7 från målet. Delar av màlets bana är angivna med en hel- dragen linje 8. Avståndet mellan màlets innevarande läge L och predikterade läge L' är angivet med A. Signalgivningen från utgången ld skall ge en förändrad inställning av ammunitions- enheten 5, vilken förändrade inställning är índikerad med vinkeln 0(i figuren 2. Ammunitíonsenhetens 5 läge, d v s har angetts med L". avfyringsläge, Uppfinningen är inte begränsad till den i ovanstående angivna utföringsformen utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav och uppfinningstanken.

Claims (1)

1. 459 694 PATENTKRAV Metod för att bestämma en träffpunkt (6) mellan ett rörligt mål (4) och en ammunitionsenhet (5) som befinner sig i ett avfyringsläge (L") samt utnyttjande en beräkningskrets (1) för iterativ bearbetning av data, en målprediktor (2), i vilken fortlöpande information om målet införes, och en ballistikberäkningsenhet (3), i vilken information om skjutförhållande, t.ex. ammunitionsenhetens utgångs- och flyghastighe- ter, vindstyrka, m.m., införas, varvid beräkningskretsen, målpredik- torn och hallistikberäkningsenheten kopplas saman eller är samman- kopplade i en sluten slinga, i vilken genereras genom iterativa beräk- ningsförlopp en signalgivning som svarar mot avståndet mellan målets innevarande läge och nämnda träffpunkt (6), k ä n n e t e c k n a d därav, att tidsrymden (Tmax) för nämnda iterativa beräkningsförlopp förutbestämes eller är förutbestämd, t.ex. med hjälp av att beräk- ningskretsen tillföras uppgifter härom resp. beräkningskretsen är förinprogrammerad med nämnda uppgifter, att målprediktorn och ballis- tikberäkningsenheten låses vid beräkningsförloppets början så att deras efter läsningen utförda bearbetningsfunktioner beror endast på den parameter, t.ex. skjuttid, som fortsättningsvis skall beräknas, att målprediktorn och ballistikberäkningsenheterna bringas arbeta med sådana värden på sina tillförda informationer som vid nämnda bearbet- ningsförlopps början förutsättes föreligga vid slutet av nämnda tids- rymd, och att nämnda signalgivning relateras till de genomförda itera- tiva beräkningsförloppen som utföres med sålunda låst prediktor, låst ballistikberäkningsenhet (3) och nämnda förutsedda förhållande vid slutet av nämnda tidsrymd.