SE468330B - Anordning foer siktning mot ett mobilt maal och inriktning av en luftvaernspjaes eller liknande mot detsamma - Google Patents

Description

Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning av det inledningsvis nämnda slaget, vilken med- ger kort reaktionstid fràn màlupptäckt till bekämpning, hög träffsannolikhet vid upprepad användning, passiv mål- inmätningsfunktion, enkelt handhavande, träning och un- derhåll och vilken uppvisar låga kostnader för anskaff- ning, underhåll och drift.

Enligt uppfinningen utmärkes en anordning av det inled- ningsvis nämnda slaget 1 första hand av att den är inrät- tad att fungera i tre faser, varvid íë§_l innebär att vid en första initiering av inmätningsenheten och beräkningsenheten de nämnda servomotorerna är anord- nade att så aktiveras, att eldrörets vinkelhastigheter i azimut mAe och elevation mge står i bestämd relation till siktlinjens genom manuell påverkan ástadkomna vinkel- utvridning i azimut och elevation från ett neutralläge vid följning av målet med siktlinjen, och vid en andra initi- ering av inmätningsenheten och beräkningsenheten en serie avståndsmätningar utförs intermittent, varvid beräknings- enheten registrerar samhörande värden för siktlinjens azimutvinklar'PS och elevationsvinklar ®S med rymdstabila referenser samt avstånd och mättidpunkter, varvid beräk- ningsenheten med ledning av nämnda samhörande värden be- räknar en första preliminär málbana och màlhastighet och förberäknar preliminära riktningar, dvs vinklar i azimut '¥e och elevation ®e och vinkelhastigheter i azimut mAe och elevation wge för eldröret för träff av avskjuten projektil, 468 530 fas II innebär att vid en tredje initiering av inmätningsenheten och beräkningsenheten avstàndsmätningarna upphör och de nämnda servomotorerna aktiveras att ställa in eldrörets riktning med de nämnda vinklarna'Pe och 93 och samtidigt ge eldrörets riktning vinkelhastigheterna wAe och mge motsvarande de under fas I förberäknade vinklarna och vinkelhastigheterna motsvarande den nämnda beräknade málbanan och màlhastigheten, íë§_lll innebär att vid en fjärde initiering av inmätningsenheten och beräkningsenheten en serie avstándsmätningar utföres intermittent, varvid beräkningsenheten registrerar samhö- rande värden för siktlinjens azimutvinkel'¥S och eleva- tionsvinkel GS samt avstånd, varvid beräkningsenheten med ledning av dessa samhörande värden beräknar definitiv mál- hastighet och därmed korrekta riktningar och vinkelhastig- heter för eldröret i azimut och elevation för träff av av- skjuten projektil, varpå beräkningsenheten aktiverar servomotorerna att ställa in dessa vinklar och vinkelhas- tigheter.

Med denna utformning av anordningen enligt uppfinningen insamlas sålunda under fas I mätdata under en relativt kort första tidrymd. Under fas II, grovutstyrningsfasen, sker utstyrningen av eldröret till en preliminär uppsätt- ning och framförhållning. Under denna fas sker ingen in- samling av mätpunkter. Under fas III, finmät- och finstyr- fasen, insamlas ytterligare mätdata. Genom den mellanlig- gande fas II och den därmed utökade tidsrymden, under vil- ken målet hunnit förflytta sig, kan beräkningsenheten be- räkna en relevant medelhastighet för màlet. Eldröret fin- riktas med ledning av senaste mätdata och avskjutning av en projektil kan ske.

Med den beskrivna uppdelningen i tre faser kan avstànds- mätningen ske med en laser, vilken endast behöver avge ett begränsat antal laserpulser för noggrann màlinmätning, vilket möjliggör användandet av en laser utan speciell kylning och med resulterande hög tillförlitlighet och låga underhàllskostnader samtidigt som funktionen är närmast passiv.

I en föredragen utföringsform av anordningen enligt upp- finningen är rategyron inrättade för mätning av eldrörets vinkelhastigheter i azimut mAe och elevation wge. Utsig- nalerna fràn dessa integreras till motsvarande vinklar.

Samtidigt mäts vinklarna mellan siktlinjen och eldrörets riktning i azimut Ä? och i elevation A® varigenom beräk- ningsenheten korrelerar avstàndsmätningsvärden med motsva- rande vinkellägen för siktlinjen till målet i ett system med rymdstabila referenser.

Rategyrona ger nämligen rymdstabila referenser för alla mätvärden, som ligger till grund för inriktningen av eld- röret. Genom att samma rategyron används för kontroll av eldrörets riktning och vinkelhastighet uppnås hög relativ- noggrannhet till målets aktuella läge i flygbanan. Till- lämpningen av rymdstabila referenser möjliggör bibehållen stabilitet under upprepad användning, sàsom salvskjutning.

Sättningar av en luftvärnspjäs relativt marken inverkar ej på träffresultatet. Glapp och ojämnheter pá grund av sli- tage o dyl i luftvärnspjäsens mekanismer elimineras genom att rategyrona direkt mäter eldrörets hastigheter.

I och för sig är det även möjligt att i en alternativ ut- föringsform av anordningen enligt uppfinningen inrätta rategyron för direkt mätning av siktlinjens vinkelhastig- heter i azimut mAS och elevation mgs. Därvid måste organ 468 350 inrättas för mätning av vinkelhastigheterna mellan sikt- linjen och eldrörsriktningen i azimut och elevation, dvs A¶'och A®. Eftersom man redan mäter vinkeln mellan sikt- linjen och eldrörsriktningen innebär detta att man derive- rar signalen för Å? och A9. Detta arrangemang är dock sämre ur teknisk synpunkt än det, där rategyrona mäter eldrörets vinkelhastigheter.

I en fördelaktig utföringsform av anordningen enligt upp- finningen är denna sá inrättad, att under den nämnda fas II servomotorerna är aktiverade att ställa in eldrörets vinklar i azimut och elevation TQ och ®e med en accelere- rad rörelse. Dá eldröret i fas II styrs ut uppkommer ris- ken att operatören förlorar málet ur synfältet. Han kan visserligen kompensera detta genom att föra siktlinjen i motsatt riktning mot den, i vilken eldrörets styrs ut, men i en lämplig utföringsform av anordningen enligt uppfin- ningen begränsas den nämnda accelerationen i relation till differensen mellan eldrörsriktningens och siktlinjens vinklar i azimut och elevation A¶'och A@.

För att uppnå bästa möjliga precision i inriktningen av eldröret bör servomotorerna ställa in denna i azimut och elevation med återkoppling, dvs i slutna reglerkretsar.

Anordningen enligt uppfinningen kan naturligtvis utformas pá många sätt rent apparativt, inom ramen för patentkra- ven.

I en lämplig utformning, vid vilken inmätningsenheten kan svängas relativt det vid eldröret fixerade stativet i azi- mut och elevation med hjälp av två handtag, inrättade att omfattas av höger resp vänster hand, initieras de tre fa- serna I - III genom aktivering av en serie omkopplare, vilka aktiveras och hålls aktiverade i följd.

Cm CO LN CN xD Särskilt viktigt är det att initiering av fas II kan ske genom aktivering av en andra omkopplare först då initie- ring skett genom aktivering och bibehållen aktivering av en första omkopplare.

Uppfinningen skall nu beskrivas närmare med hänvisning till de bifogade ritningarna, pà vilka figur 1 visar en utföringsform av en inmätningsenhet mon- terad i stativ med styrinrättning i perspektiv och figur 2 visar handtag till styrinrättningen i figur 1, i perspektiv.

Inmätningsenheten är lagrad svängbar i azimut och eleva- tion i ett stativ vilket genom en balk 1 är fixerat vid ett i figuren icke visat eldrör. Stativet innefattar en basplatta 2, uppburen pà balken 1 av gummiisolatorer 3, vilka har till uppgift att skydda inmätningsenheten från stötar med höga accelerationsnivàer. De är så dimensio- nerade och konstruerade, att de ej pàverkar inmätnings- enhetens vinkelmässiga inriktning i förhållande till eldröret. I basplattan 2 är en vertikal axel 4 vridbart lagrad, i sin övre ände uppbärande en bygel 5, i vars uppåtstàende armar en plattform 6 är lagrad via en axel 7, vridbar i elevation. Plattformen 6 uppbär en laserav- stándsmätare 8 vilken även utgör kikare. Den senare är försedd med ett hàrkors som representerar den optiska axeln för såväl visuell siktning som avstàndsmätning.

Laseravstàndsmätaren 8 är även försedd med ett grovsikte 9 samt ett pannstöd 10 som skydd vid skjutning. På basplat- tan 2 är en gyroenhet ll monterad, innefattande två vin- kelhastighetsmätande rategyron, ett för mätning i azimut och ett för mätning i elevation av eldrörets rörelse. Pâ 468 330 basplattan 2 är vidare en vinkelgivare 12 monterad, för mätning av eldrörets elevationsvinkel. För mätning av vinkeln mellan inmätningsenhetens siktlinje och eldrörets riktning finns för mätning i azimut A¶'en vinkelgivare 13, vars fasta del är fäst under basplattan 2, och vars vertikala axel står i förbindelse med axeln 4, vilken uppbär bygeln 5 och därmed laseravstàndsmätaren 8. Vinkeln A®i.elevation mellan siktlinjen och eldrörets riktning mäts med en vinkelgivare 14, i förbindelse med axeln 7.

Styrningen av inmätningsenheten sker via en styrinrättning 15, vilken innefattar ett antal länkar och axlar. En ver- tikal axel 16 är vridbart lagrad i basplattans 2 under- sida. I axeln 16 är en vertikal axel 17 fäst. Kring axeln 17 är en bygel 18 i sin ena ände vridbart lagrad, pà un- dersidan uppbärande en vertikal stav 19, vilken i sin tur uppbär en omkopplarenhet 20, försedd med handtag 21 och 22 för vardera handen. Bygeln 18 uppvisar i sin andra ände en vertikal axel 23, vridbart lagrad, uppbärande en vertikal stav 24, vilken i sin övre ände via en kulled 25 stàr i förbindelse med plattformen 6. Dimensioneringen av styrin- rättningens 15 ingående delar är sådan att rörelser, som en operatör utför genom förskjutning framåt-bakàt resp vridning av staven 19, växlas ned i förhållande till plattformens 6 och därmed laseravståndsmätarens/kikarens 8 rörelser. Därigenom underlättas den manuella màlföljningen väsentligt. Omkopplarenhetens 20 utformning framgår tydli- gast av figur 2. Handtagen 21, 22 är på översidan försedda med brytare 26, 27. Då operatören fattar om handtagen med brytare aktiveras anordningen så att eldrörets riktning pâverkas via servomotorerna av operatörens förskjutning framåt-bakåt resp vridning av staven 19. Omkopplarenheten innefattar dessutom fyra omkopplare 28 - 31, vilkas ut- formning och funktion skall beskrivas nedan.

¿;\ C- D (J J (pl l ...a Anordningen fungerar enligt följande: Som redan nämnts aktiverar operatören anordningen genom att fatta om handtagen 21, 22 och därvid trycka in bry- tarna 26, 27. Därvid inleds nämnda fas I. Då operatören med hjälp av handtagen 21, 22 vrider kikaren och därmed siktlinjen till målet styrs eldröret automatiskt ut i samma riktning med en vinkelhastighet i azimut och eleva- tion som är proportionell mot siktlinjens genom manuell påverkan åstadkomna vinkelutvridning i azimut och eleva- tion från ett neutralläge. Anordningen befinner sig i slavningsfunktion under màlfàngningsfas. Målfångning sker genom att operatören efter upptäckt av ett mål med blicken riktad genom grovsiktet 9 styr kikaren, så att siktlinjen någorlunda stämmer med riktningen mot målet. Då flyttar operatören blicken till kikarens okular 32 och riktar ki- karen så, att dess hàrkors representerande kikarens op- tiska axel, dvs siktlinjen, täcker målet. Inmätningsenhe- tens laseravståndsmätare 8 initieras genom att operatören med sin högra tumme lyfter omkopplaren 28. Avståndsmät- ningen sker genom att laseravstàndsmätaren sänder ut en kortvarig ljuspuls vilken reflekteras av det i siktlinjen befintliga målet. Den reflekterade energin detekteras av avståndsmätaren som registrerar tidsintervallet mellan ut- sänd och reflekterad ljuspuls och omvandlar detta till motsvarande avståndsvärde, vilket vidarebefordras till be- räkningsenhetens räknekretsar. Detta värde samordnas med siktlinjens vinkelläge med rymdstabila referenser,“PS och ®S. Vinklarna Éß och 93 erhålles genom att skillnads- vinklarna mellan siktlinjen och eldrörsriktningen A¶'re- spektive A® subtraheras från rådande eldrörsvinklar'Pe och ®e.

I utgångsläget, då första avståndsvärdet erhålls, sätts azimutvinkeln ïgø = 0 medan elevationsvinkelns begynnel- _) 468 330 sevärde 930 ges av utsignalen från vinkelgivaren 12, 990 - A®. ¶@;beräknas fortsättningsvis som integrerade värdet av wAe - AÉC och GS som integrerade värdet av wge - A9. Laseravstàndsmätaren 8 mäter därefter automa- tiskt i snabb följd under kontinuerlig följning av målet ett antal málavstànd. Under denna följning sker inmatning till beräkningsenheten av motsvarande avståndsvärden och korrelerade tider och vinkelvärden ïg och ®s. I beräk- ningsenhetens beräkningskretsar sker vid varje mättill- fälle beräkning av màlläge. Efter två registreringar be- räknas även målhastighet och aktuellt màlläge kontinuer- ligt. Efter minst tre registreringar bildas medelvärdet av màlhastigheten och málets beräknade läge. Varje tillkom- mande mätvärde ger ett förbättrat underlag för beräkning av málets aktuella läge. Málets utbredning, laserenergins utbredning samt siktlinjens vandring över målet ger emel- lertid upphov till spridningsfel mellan mätpunkterna.

Laseravstàndsmätaren är av kostnadsskäl av ett utförande, som begränsar antalet utsända energipulser per tidsenhet, varför målföljningen måste utsträckas i tiden. Sedan den första fasen I fullbordats vidtar fas II, grovutstyrnings- fasen enligt följande: Operatören håller med höger tumme omkopplaren 28 fortfa- rande upplyft och trycker så in omkopplare 29, åt höger.

Detta kan endast ske om omkopplaren 28 är upplyft. Laser- avstándsmätningarna upphör, och styrningen av eldröret övergår från styrning med vinkelhastighet i proportion till styrutslag, som tillämpades i fas I, till automatisk styrning med beräknade vinklar'Pe, Ge och vinkelhastighe- ter mAe, mge, så att eldrörsriktningen skall ha rätt framförhållning och uppsättning, för att en avskjuten pro- jektil skall träffa målet. I samband med övergången till automatstyrning uppstår en accelererad rörelse av eldrö- .Ib- Ü\ u.. - . 10 ret, som bromsas upp då eldröret förflyttats till den kom- menderade riktningen och vinkelhastigheten.

Under eldrörets relativt snabba förflyttning till den nya riktningen skall operatören försöka bibehålla kikarens riktning mot målet för att snabbast möjligt kunna övergå till nästa fas för att samla in ytterligare några mätvär- den. Operatören parerar rörelsen genom att vrida kikaren i motsatt riktning för att ej förlora målet ur kikarens syn- fält. Eftersom även otränade operatörer, med sin lång- sammare reaktionsförmåga, skall kunna hantera anordningen, har en funktion för begränsning av eldrörets utstyrnings- hastighet under fas II införts, så att denna begränsas i relation till den rådande vinkelskillnaden mellan siktlin- jen och eldröret A¶'och AG. Funktionen resulterar i, att utstyrningen går långsamt om operatören reagerar långsamt och snabbt om operatören reagerar snabbt. Då fas II sålunda avslutats vidtar så fas III, finstyrningsfasen, enligt följande: Omkopplarna 28, 29 hålls upplyfta resp intryckta. Med vän- ster tumme lyfter operatören omkopplare 30. Nya mätvärden på avståndet till målet och motsvarande korrelerade tider och vinkelvärden för\FS och 93 registreras på så sätt, som angavs för fas I. Därigenom uppdateras beräkningen av erforderlig uppsättning och framförhållning, varvid eldrö- rets riktning omedelbart styrs in på motsvarande sätt.

Tack vare tidsavståndet mellan fas I och fas III, som ju upptas av fas II, blir precisionen i beräkning av målläge och màlhastighet hög. ïidsrymden för fas II rör sig om 1 - 3 sekunder.

Avfyrningen av projektiler sker genom att operatören, un- der bibehållande av de övriga omkopplarna 28, 29, 30 i de- ras upplyfta resp intryckta lägen, trycker in omkopplaren 4"; I) 468 550 11 31 med vänster tumme. Avfyrningen pàgár så länge ømkoppla- en 31 är intryckt. Under avfyrningsförloppet styrs eld- röret pá samma sätt som tidigare, dvs autømatiskt av servomotorerna med slutna reglerkretsar, i vilka rate- gyrona ingår.

Claims (1)

(j\ (_. CN (ßl 'ID 12 Eatentkrav

1. Anordning för siktning mot ett mobilt mål och inrikt- ning av en luftvärnspjäs eller liknande mot detsamma, § varvid luftvärnspjäsens eldrörsriktning är inställbar i azimut och elevation medelst servostyrda motorer, med en inmätningsenhet, innefattande ett sikte för op- tisk syftning mot målet efter en siktlinje, företrä- desvis en kikare (8), samt ett organ (8) för avstånds- mätning till målet, företrädesvis av lasertyp, varvid inmätningsenheten är lagrad i ett stativ (2, 5) genom manuell påverkan svängbar i azimut och elevation, vil- ket stativ är fixerat (1) vid det nämnda eldröret, varvid inmätningsenheten vidare innefattar organ för mätning av vinkeln i azimut (13) och elevation (14) mellan siktlinjen och eldrörsriktningen, medan anordningen uppvisar organ (ll) för direkt eller indirekt mätning av siktlinjens vinkelrörelsehastighet i azimut och elevation, varvid de nämnda organen är anordnade att avge signaler, motsvarande sina resp mätvärden, till en beräkningsenhet, vilken är inrättad att med ledning av de nämnda emottagna signalerna, samt tillförda uppgifter om korrektionsvärden, såsom den från luftvärnspjäsen avskjutna projektilens bal- listiska data, rådande vindvektor, beräkna eldrörs- riktningens erforderliga framförhållning och uppsätt- ning, samt avge motsvarande signaler till de nämnda servostyrda motorerna för att en avskjuten projektil skall träffa målet, Iß; k ä n n e t e c k n a d av att anordningen är inrättad att fungera i tre faser, varvid fi» 468 350 13 ië§_l innebär att vid en första initiering (26, 27) av inmätningsenheten och beräkningsenheten de nämnda servomotorerna är anordnade att så aktiveras, att eld- rörets vinkelhastigheter i azimut wAe och elevation wge stàr i bestämd relation till siktlinjens genom manuell påverkan àstadkomna vinkelutvridning i azimut och elevation frán ett neutralläge vid följning av målet med siktlinjen, och vid en andra initiering (28) av inmätningsenheten och beräkningsenheten en serie avstándsmätningar utförs intermittent, varvid beräk- ningsenheten registrerar samhörande värden för sikt- linjens azimutvinklar'PS och elevationsvinklar GS med rymdstabila referenser samt avstånd och mättidpunkter, varvid beräkningsenheten med ledning av nämnda samhö- rande värden beräknar en första preliminär màlbana och màlhastighet och förberäknar preliminära riktningar, dvs vinklar i azimut'¥e och elevation ®e och vinkel- hastigheter i azimut mge och elevation mge för eldrö- ret för träff av avskjuten projektil, fas II innebär att vid en tredje initiering (29) av inmät- ningsenheten och beräkningsenheten avstàndsmätningarna upphör och de nämnda servomotorerna aktiveras att ställa in eldrörets riktning med de nämnda vinklarna 'Fe och ®e och samtidigt ge eldrörets riktning vinkel- hastigheterna mAe och mge motsvarande de under fas I förberäknade vinklarna och vinkelhastigheterna motsva~ rande den nämnda beräknade málbanan och màlhastighe- ten, fgs III innebär att vid en fjärde initiering (30) av inmät- ningsenheten och beräkningsenheten en serie avstánds- å» CD (N å; J 'TD 14 mätningar utföres intermittent, varvid beräkningsenhe- ten registrerar samhörande värden för siktlinjens azi- .q mutvinkel WS och elevationsvinkel 93 samt avstånd, varvid beräkningsenheten med ledning av dessa samhö- fi rande värden beräknar definitiv màlhastighet och där- med korrekta riktningar och vinkelhastigheter för eld- röret i azimut och elevation för träff av avskjuten projektil, varpå beräkningsenheten aktiverar servomo- torerna att ställa in dessa vinklar och vinkelhastig- heter. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att rategyron (ll) är inrättade för mätning av eldrörets vinkelhastigheter i azimut OJAe och elevation (nEe. Anordning enligt krav l, kännetecknad av att rategyron är inrättade för mätning av siktlinjens vin- kelhastigheter i azimut (øAS Och elevation (DES Samt organ är inrättade för mätning av vinkelhastigheterna mellan siktlinjen och eldrörsriktningen i azimut NP och elevation A63. Anordning enligt något av kraven l till 3, känne- tecknad av att under den nämnda fas II servomoto- rerna är aktiverade att ställa in vinklarna We och (Be med en accelererad rörelse. Anordning enligt krav 4 , k ä n n e t e c k n a d av att rö- relsens acceleration begränsas i relation till diffe- -u rensen mellan eldrörsriktningens och siktlinjens vink- lar i azimut och elevation, AT samt AG. I) Anordning enligt något av kraven 1 till 5, känne- tecknad av att servomotorerna ställer in eldrörets 468 350 15 riktningar i azimut och elevation med återkoppling, dvs i slutna reglerkretsar. Anordning enligt något av kraven l till 6, vid vilken för svängning av inmätningsenheten (8) i azimut och elevation relativt det nämnda stativet (2, 5) tvà handtag (21, 22) är inrättade att omfattas av höger resp vänster hand, kännetecknad av att initie- ring av de tre faserna I - III är anordnad att ske ge- nom aktivering av en serie omkopplare (28, 29, 30, 31), vilka hålls aktiverade i följd. Anordning enligt krav 7, kännetecknad av att initiering av fas II kan ske genom aktivering av en andra omkopplare (29) först då initiering av fas I skett genom bibehållen aktivering av en första omkopplare (28) .