SE506658C2 - Sätt och anordning vid beröringsfri projektilinmätning - Google Patents
Sätt och anordning vid beröringsfri projektilinmätningInfo
- Publication number
- SE506658C2 SE506658C2 SE9601248A SE9601248A SE506658C2 SE 506658 C2 SE506658 C2 SE 506658C2 SE 9601248 A SE9601248 A SE 9601248A SE 9601248 A SE9601248 A SE 9601248A SE 506658 C2 SE506658 C2 SE 506658C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- projectile
- plane
- acoustic
- target
- control unit
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41J—TARGETS; TARGET RANGES; BULLET CATCHERS
- F41J5/00—Target indicating systems; Target-hit or score detecting systems
- F41J5/06—Acoustic hit-indicating systems, i.e. detecting of shock waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Description
10
20
25
30
35
506 658
sig koncentriskt i måltavlan kring träffpunkten. I den
amerikanska patentpublikationen US-A-5 095 433 visas ett
målskjutningssystem, där en uppsättning vibrationsgivare är
anordnade på olika ställen på måltavlan med kända inbördes
avstånd. Vibrationsgivarna är anordnade att detektera
vibrationer eller akustiska vågor i tavlan, när en kula
träffat densamma, samt avge elektriska utsignaler till en
mikroprocessor som en följd därav. Genom att registrera
skillnader i tiden för träffrapportering från respektive
givare kan mikroprocessorn genom triangulering fastställa
kulans träffpunkt på måltavlan. Resultatet presenteras
genom att en syntetisk röst via en högtalare meddelar
skjutresultatet. System av denna typ har den nackdelen, att
eftersom givarna är fast monterade i anslutning till mål-
tavlan, löper de stor risk att förr eller senare träffas av
en inkommande kula med åtföljande förstörelse av ifråga-
varande givare som följd.
I en annan typ av målskjutningssystem utnyttjas be-
röringsfri detektering av projektilposition. Med berörings-
fri detektering menas i detta fall att de för detekteringen
utnyttjade givarna är anordnade på visst avstånd från
måltavlan, varigenom risken för förstörelse pga kulträff
reduceras avsevärt eller tom elimineras helt. Ett antal
olika system för sådan beröringsfri detektering med hjälp
av akustiska givare är idag kända genom exempelvis de
europeiska patentpublikationerna EP-Bl-0 259 428 och EP-Bl-
O 157 397,
5 247 488 och US-A-5 349 853,
tionen SE-B-467 550 samt den tyska patentpublikationen DE-
de amerikanska patentpublikationerna US-A-
den svenska patentpublika-
C2-41 06 040. Samtliga dessa uppfinningar rör detektering
av s k supersoniska projektiler, dvs sådana projektiler,
som färdas snabbare än ljudet i ifrågavarande medium (van-
ligen luft). Sådana projektiler kan exempelvis utgöras av
luftvärnsprojektiler för skjutning mot bogserade luftmål,
kulor från höghastighetshandeldvapen osv.
10
15
20
25
30
35
506 658
Gemensamt för de ovan uppräknade uppfinningarna är
att de alla utnyttjar den s k Mach-kon, som bildas kring en
överljudsprojektil. Mach-konen är en tryck- eller bogvåg
(även kallad ljudbang), som uppkommer pga av att Överljuds-
projektilen ”hinner ifatt” sina egna ljudvågor, varvid en
kraftig konformig tryckförândring uppkommer kring projek-
tilen. Mach-konens toppvinkel beror av det s k Mach-talet
M, som definieras som kvoten mellan projektilens hastighet
och ljudhastigheten. När ljudbangen när respektive givare,
omvandlas denna till en hastig, närmast N-formig elektrisk
puls, som kan utnyttjas för att i analogi med ovan bestämma
tidsskillader mellan respektive signal och därefter -
exempelvis genom triangulering - bestämma projektilens
position i något plan. Vissa system av denna typ utnyttjar
dessutom annan akustisk information såsom träffljud eller
avfyringsljud.
Emellertid färdas långt ifrån alla projektiler
snabbare än ljudhastigheten (M > 1). Många enklare hand-
eldvapen avlossar kulor, som färdas långsammare än ljudet.
För pistoler med 9 mm ammunition kan t ex en kulhastighet
(M z 0,9)
hastighet för 5,6 mm ammunition kan uppgå till 250 m/s
på omkring 300 m/s förekomma, och motsvarande
(M'~ 0,7). Hos salongsgevär kan så låga hastigheter som
omkring 140 m/s (M'~ 0,4) förekomma. Eftersom en under-
ljudsprojektil eller s k subsonisk projektil inte ger
upphov till en Mach-kon eller ljudbang, är de ovan beskriv-
na systemen ej tillämpliga för detektering av sådana pro-
jektiler.
Uppfinningen
Syftet med föreliggande uppfinning är att möjliggöra
beröringsfri inmätning av läge, riktning eller hastighet
för en projektil - exempelvis en kula, som avlossats mot en
màltavla från ett handeldvapen - utan att utnyttja vare sig
avfyrings- eller träffljud för inmätningen. Speciellt in-
506 658
10
15
20
25
30
riktar sig föreliggande uppfinning på att möjliggöra en in-
mätning enligt ovan för sådana projektiler, vilka färdas
med en hastighet, som understiger ljudutbredningshastig-
heten i aktuellt gasformigt medium (M'< 1), samt vilka
därför inte ger upphov till någon ljudbang.
Uppgiften löses genom ett sätt och en anordning med
de särdrag, som återfinns i den kânnetecknande delen av
bifogade självständiga patentkrav. Föredragna utförings-
former av uppfinningen anges i tillhörande underkrav.
Kort beskrivning av ritningarna
Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande
under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka
FIG 1 utgör en schematisk sidovy av ljudalstringen
från en projektil,
FIG 2 är en vy över en försöksuppställning för in-
mätning av projektilens position i en dimension,
FIG 3 är en schematisk vy ovanifrän av uppställningen
enligt FIG 2,
FIG 4 är en schematisk frontalvy över en utförings-
form av uppfinningen för inmätning av projektilens position
i två dimensioner samt
FIG 5 är en schematisk perspektivvy över en annan ut-
föringsform av uppfinningen för inmätning av projektilens
position i tre dimensioner.
Detaljerad beskrivning av uppfinningen
Nedan följer först en analys av de mekanismer, som
ger upphov till mätbart ljud från en underljudsprojektil.
Analysen gör inte anspråk pá att vara komplett i alla teo-
retiska avseenden, men den förklarar de väsentliga delarna
av ljudalstringen och utgör därför en god grund för resten
av beskrivningen. Därefter redogörs för en försöksupp-
och slut-
ställning, som illustrerar detekteringsprincipen,
10
15
20
25
30
35
5 506 658
ligen beskrivs föredragna och alternativa utföringsformer
av uppfinningen.
I FIG 1 visas på schematisk form en projektil 10, som
färdas med en hastighet U genom ett omgivande medium 11,
t ex luft. Projektilen 10 utgörs exempelvis av en gevärs-
kula. Då projektilens hastighet U understiger ljudhastig-
dvs Mach-talet M'< 1, där M'= U/c,
ingen ljudbang eller konformig bogvåg kring projektilen.
heten c, förekommer
Allmänt sett kan en projektils akustiska emission
(ljudalstring) delas upp i tre huvuddelar, nämligen en
avfyringsdel, en aeroakustisk del, som orsakas av ström-
ningsfenomen kring projektilen under dess bana, samt en
nedslags- eller träffdel. Föreliggande uppfinning utnyttjar
enligt ovan varken avfyringsljud eller träffljud, varför
analysen fokuseras pá den aeroakustiska delen.
För en underljudsprojektil innehåller denna del tre
bidrag enligt den s k Lighthills teori för aeroakustisk
ljudalstring (se t ex Mats Åbom, "Kompendium i strömnings-
teknik", Institutionen för teknisk akustik, KTH, Stockholm,
1991). Det första bidraget utgörs av en s k akustisk mono-
pol 12, vilken bildas
väsentligen rakt bakom projektilen 10. Ett s k dipolbidrag
som uppkommer genom den s k vak 13,
14 orsakas av den instationära virvelavlösning, som uppstår
vid projektilens bakkant. Slutligen uppkommer ett s k kvad-
rupolbidrag 15 genom den fria turbulens, som bildas i vaken
13 bakom projektilen 10.
iMonopolbidraget 12 skall först studeras. Enligt refe-
rensen ovan kan ljudtrycket p från en monopolkälla i linjär
förflyttning uttryckas som
PON) = i
POQ
åt 47tRh__M2sin2®
506 658
20
25
30
35
där po år vilodensiteten i aktuellt medium, Q år monopolens
volymflöde, M'år Mach-talet, t är tiden, R är avståndet
mellan projektil och mâtpunkt samt sin(®) = h/R, där h är
avståndet mellan projektil och mätpunkt vid t = 0.
Volymflödet Q utgörs av volymtillskottet per tids-
enhet i vaken 13, och om vaken har tvärsnittsarean A och
projektilen färdas med hastigheten U, fås
Qi= A-U <2)
Ur (1) och (2) samt geometriska omskrivningar fås
= p,,UA a 1 :_ pouw
4” å' J(Uf)“+(1-M')h* 4»{(U:)=+(1-M*)h'}3” ' (s)
Om ljudtrycket p plottas som funktion av tiden t med typis-
ka värden på A, po, U och c, erhålls en N-formig kurvform,
som visar att ljudtrycket p uppgår till flera tiondels Pa
vid avståndet h =
Dipol- och kvadrupolbidragen orsakas enligt ovan av
1 m samt flera hundradels Pa vid h = 3 m.
den turbulens, som bildas bakom projektilen. En viss andel
rhk av den energi hçnfl som omvandlas till turbulens, över-
går till akustisk energi Nm = ndywàd, vilken utstràlas i
form av ljudvágor. Wdw kan beräknas mha luftmotståndsko-
efficienten cd, som definieras enligt
2
E=CJ'AIPOU 9
(4)
där Fd är den på projektilen 10 verkande luftmotstånds-
kraften. Därefter fås
d _ __q¿JACF
Wpm_NIïIIU_OT.
cd kan uppskattas genom mätningar. För en viss projektiltyp
kan man exempelvis finna, att cd = 0,21. Beträffande rhk kan
10
15
20
25
30
35
506 658
man i facklitteraturen (se t ex Beranek, ”Noise and
McGraw-Hill, 1971) finna uppgifter om
att rhk z lülfs vid U = 200-250 m/s vad beträffar kvadrupol-
delen. Dipoldelen förhåller sig till kvadrupoldelen som
1/hf, vilket här ungefär motsvaras av en faktor 2. Således
Vibration Control",
är det befogat att anta, att nak ligger i intervallet [lO'ï
1o'“] _
Ljudtrycket på visst avstånd h från projektilen 10
kan, om emissionen antas vara sfärisk, uttryckas som
pflcrldwrra
4n'h2 ' (6)
(fiz) = pocíuïí = {ekv. (4)} =
där () betecknar ett medelvärde över en sfär och ~ beteck-
nar ett effektivvärde. För en 9 mm projektil med A =
6,4-1o'S m* och cd = 0,21 ger ekvation (s) wpm = 126 w för
U = 250 m/s respektive %”°==8l W för U = 200 m/s. Med
hjälp av ekvation (6) kan därefter ljudtryckets medelvärde
på olika avstånd h från projektilen beräknas. Exempelvis,
för U = 250 m/s och h = 2 m fås ett ljudtryckmedelvârde på
o,o1o-o,1o Nz/mz, for U = 250 m/s och h = 3 m fås o,oo46-
0,046 Nz/mz, för U = zoo m/s och h = 2 m fås o,oo65-o,o6s
Nz/mz ssmf för U = zoo m/s och h = 3 m fås o,oo29-o,o29
N2/m2.
Ovan har visats att ljud alstras från en underljuds-
projektil med sådan effekt, att det kan detekteras även på
flera meters avstånd från projektilen. Nedan undersöks i
korthet ljudets energiinnehåll vid olika frekvenser, vilket
är av stor betydelse för upplösningen vid den nedan
beskrivna detekteringen enligt uppfinningen.
Det är erfarenhetsmässigt rimligt att anta, att
alstrat ljudspektrum är bredbandigt med bruskaraktär samt
att övertonhalten är mycket större än undertonhalten
(spektrumet är skevt). Spektrumet bör ha en topp vid pro-
jektilens s k Strouhal-frekvens fu (se tidigare nämnda
506 658 8
W
U
N
Ä
N
ß
referenslitteratur) , där fst z 0,2U/d och d är projektilens
tvärdiameter. Vidare kan antas att spektrumets amplitud-
envelopp kan approximeras med en exponentialfunktion.
Således betraktas en funktion
v(t) = Ae"“'u(t)
som efter Fourier-transformering ger
VUCU )= íAe""'e'f°'d1 = A
o a+jm
Effekten i bruset under en enhetstid står i relation till
F; =if |VUw )|* dw
”O
och effekten inom ett visst frekvensområde blir
ÅF; = à |V(jw jzdw
Med <1 = rost = Znfst = wo fås följande förhållande mellan
effekten i nämnda frekvensområde och den totala effekten
êå_ 2{l_mnqlï m
F; ”w w (7)
0 0 ml
Den totala effekten har tidigare beräknats på avståndet
3 m, och med hjälp av ekvation (7) fås att den tillgängliga
ljudeffekten i ett ultraljudområde mellan 30 kHz och 50 kHz
ligger på omkring 40 dB (relativt 20 pPa) på avståndet 3 m.
Härmed har visats att ljud alstras från underljudsprojek-
tiler med tillräcklig effekt i ett högfrekvent område för
l0
15
20
25
30
35
9 506 658
att detektering enligt nedan skall kunna utföras på flera
meters avstånd från projektilen samt med hög noggrannhet.
1: E 1 . . .
I FIG 2 visas en försöksuppstâllning för åskådlig-
görande av detekteringsprincipen enligt föreliggande upp-
finning. En projektil 10 visas i figuren på sin färd mot en
máltavla, som ej visas i FIG 2 men som representeras av
hänvisningen 30 i FIG 4 och 5. Två akustiska givare eller
sensorer S1 och S2, vardera innefattande för aktuell till-
lämpning passande elektronik för förstärkning, signalan-
passning etc, är anordnade på ett par meters avstånd från
varandra på ömse sidor om projektilens färdriktning.
Givarna är förbundna med en styrenhet 20, exempelvis en
konventionell persondator av PC-kompatibel typ med till-
hörande tangentbord 21. Det skall dock poängteras, att de
funktioner och det arbete, som styrenheten 20 är anordnad
att utföra och som beskrivs närmare nedan, kan utföras på
en mängd olika hård- och mjukvarumässiga vis, vilket är
uppenbart för fackmannen inom det tekniska området. Styr-
enheten 20 är förbunden med en presentationsenhet 22, som i
detta fall utgörs av en konventionell datorbildskärm.
Givarna S1 och S2 har till uppgift att detektera
positionen för projektilen 10, då denna passerar förbi
givarna genom ett plan, som är beläget på visst avstånd
frán en màltavla och som företrädesvis är parallellt med
ett målplan genom nämnda màltavla. Positionen är möjlig att
detektera på akustisk väg såväl för en underljuds- som en
överljudsprojektil enligt resultaten från ovanstående
analys.
I FIG 3 visas den ovan beskrivna situationen sedd
ovanifràn. För att kunna detektera projektilpositionen i
ett väldefinierat plan har givarna med fördel riktnings-
verkan, dvs de har en känslighet, som är stor i en omedel-
bar närhet av planet men som är väsentligt mindre utanför
506 658
10
15
20
25
30
10
detsamma. En sådan riktningsberoende givare kan exempelvis
konstrueras genom att arrangera ett antal mikrofonelement,
exempelvis sju stycken, i en s k mikrofonarray, dvs ett
arrangemang där mikrofonelementen är anordnade med givna
inbördes avstånd på ett sådant sätt, att detekterings-
bidragen från varje mikrofonelement förstärker varandra för
sådana ljudvågor, som infaller i den önskade kânslighets-
riktningen (här: detekteringsplanet) respektive motverkar
varandra för sådana ljudvågor, som infaller från annat
håll. Bidragen från respektive mikrofonelement kan vidare
viktas på elektronisk våg. Mikrofonelementen kan vara av
konventionell keramisk typ, som utnyttjar piezoelektriska
effekter i elementmaterialet. Att åstadkomma riktnings-
beroende givare genom att sammankoppla ett antal givar-
element, vilka tillsammans ger den önskade riktningsverkan,
är välkänt inom närliggande tekniska områden - såsom
exempelvis radarteknik - och beskrivs därför inte närmare
här.
Givarna har med fördel en känslighetstopp i ultra-
ljudområdet mellan, såg, 30 kHz och 50 kHz. Detta är för-
delaktigt av flera skäl.
i görligaste mån förhindra störande inverkan från exempel-
För det första är det önskvärt att
vis avfyringsknallar. Även om sådana avfyringsstörningar
har ett mycket brett ljudspektrum - även långt upp i ultra-
ljudomràdet - avtar högfrekventa ljud kraftigt med avstån-
det, och om givarna placeras långt bort från avfyrings-
platsen (dvs nära målet) och dessutom arbetar i det hög-
frekventa området, kan graden av störande inverkan från
avfyringsljud minimeras. Vidare möjliggör höga frekvenser
en hög detekteringsupplösning. Dessutom är högfrekvent brus
enklare att avskärma än lågfrekvent brus.
Varje givare detekterar vid en viss förstärkningsgrad
ljud inom en rymdvinkel w och har således varsin detekte-
ringslob 31, 32. Den relativa detekteringskânsligheten har
markerats i figuren för respektive lob. För att inmätning
W
U
20
25
30
35
506 658
ll
av positionen skall kunna ske, måste båda givarna regist-
rera ljud från projektilen, och således kan inmätning ske
inom den romboid, som begränsas av de streckade linjerna.
Lobbredden, och därmed sträckan c i figuren, har av tydlig-
hetsskäl överdrivits. I verkligheten, vid en detekterings-
frekvens på, säg, 40 kHz och ett avstånd på 4 m mellan
givarna, blir sträckan c = 200 mm.
De av respektive givare S1 och S2 registrerade akus-
tiska signalerna omvandlas till elektriska signaler, som
vidarebefordras till styrenheten 20. Konventionella för-
stärkande och filtrerande organ kan givetvis utnyttjas
efter behov. Styrenheten 20 är anordnad att ur de från res-
pektive givare mottagna signalerna bestämma en tidsför-
skjutning, svarande mot skillnaden i gångtid för projektil-
ljudet till respektive givare, vilken i sin tur (eftersom
ljudutbredningshastigheten kan antas vara konstant inom
aktuella tids- och avståndsintervall) är direkt represen-
tativ för avstånden a resp b från projektilens passerings-
punkt i mätplanet till respektive givare S1 och S2.
Tidsskillnaden kan bestämmas genom signalbehandling i
styrenheten 20, företrädesvis genom att beräkna korrela-
tionsfunktionen
R(t) = Ä Sl(t)°S2(t-I) dt
där Sl(t) och S2(t)
ger som resultat en skattning av hur väl signalerna stämmer
är givarsignalerna. Korrelationen
överens, när den ena av dem tidsförskjuts relativt den
kan den sökta tidsskill-
naden erhållas genom värdet på I. Signalkorreleringen kan
andra, och när R(I) når maximum,
alternativt utföras i frekvensplanet genom lämplig trans-
formering, exempelvis Fourier-transformering, av de
elektriska signalerna. När tidsskillnaden fastställts, kan
sidavstànden a och b bestämmas, om ljudhastigheten är känd.
Eftersom man i allmänhet emellertid inte kan förutsätta att
10
U
20
25
30
35
506 658 12
projektilen passerar exakt i höjd med givarna S1 och S2,
kan man med hjälp av ett givarpar enligt ovan endast
bestämma en skara möjliga passagepunkter, som utgör en
hyperbel. Sådana hyperbler indikeras i FIG 4.
Genom att enligt FIG 4 utnyttja tre akustiska givare
S1, S2 och S3, som i analogi med ovan är operativt förbund-
na med styrenheten 20 och därigenom även med presentations-
enheten 22, kan man utföra två parvisa mätningar med hjälp
av t ex S1/S2 resp S1/S3, varvid tvâ hyperbler för möjliga
passagepunkter erhålls. Styrenheten är anordnad att beräkna
skärningen mellan hyperblerna för entydigt fastställande av
koordinaterna (x,y) hos positionen för projektilens passage
genom mätplanet. Om inte avståndet mellan mätplanet
respektive givarna S1-S3 och màltavlan 30 är alltför långt,
kan projektilen antas röra sig linjärt mellan mätplanet och
màltavlan 30.
nad att i rät vinkel projicera den inmâtta positionen på
Styrenheten 20 är därför i detta fall anord-
ett målplan 31 genom màltavlan 30 samt indikera det fast-
ställda mätresultatet 25 pà lämpligt vis med hjälp av
presentationsenheten 22. Styrenheten 20 kan också vara
anordnad att avge styrsignaler till yttre utrustning såsom
en fällmekanism eller annan resultatindikeringsutrustning i
beroende av det fastställda mätresultatet.
1 En 3 En _ E
I FIG 5 visas en föredragen utföringsform av före-
liggande uppfinning. Tre akustiska givare S1, S2, S3 är
i ett
första plan 35 för en passerande projektil pá dess väg mot
enligt ovan anordnade att inmäta positionen (xl, yl)
màltavlan 30. Ytterligare tre akustiska givare S4, S5, S6
(x2, y2) i ett
plan 36 mellan det första planet 35 och málplanet 31. Samt-
är anordnade att inmäta motsvarande position
liga akustiska givare är operativt förbundna med styr-
enheten 20, som i sin tur är operativt förbunden med pre-
sentationsenheten 22. Styrenheten är i analogi med vad som
IO
15
20
25
30
35
506 658
13
beskrivits ovan anordnad att parvis kombinera mätsignalerna
från respektive givare för fastställande av positionen (xl,
yl)
planet 35 resp 36. Härigenom ges möjlighet till att de-
respektive (X2, y2) för projektilens passage genom
tektera avvikelser från vinkelrätt infallande av projek-
tilen mot måltavlan 30, eftersom styrenheten 20 är anordnad
att med hjälp av nämnda inmätta positioner fastställa pro-
jektilens riktning relativt målplanets normalriktning. Så-
ledes är det enligt uppfinningens föredragna utföringsform
möjligt att med bibehållen noggrannhet även mäta in sådana
projektiler, som ej infaller i rät vinkel mot máltavlan.
1] 1 . En _ E
Enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen är
systemet enligt FIG 5 försett med ej visade organ för in-
mätning av gångtiden mellan projektilens passage genom
planet 35 respektive 36. Med hjälp av denna gångtid samt
ett känt avstånd mellan planen är styrenheten anordnad att
beräkna projektilens hastighet och presentera denna på
lämpligt vis via presentationsenheten.
Enligt en andra alternativ utföringsform görs givarna
S4-S6 i FIG 5 överflödiga genom att givarna S1-S3 utformas
pà ett sådant sätt, att de var och en har två känslighets-
lober i stället för en. Den ena loben utnyttjas för inmät-
ning av projektilljud i det första planet 35, medan den
andra loben utnyttjas för inmätning i det andra planet 36.
I detta fall är planen 35 resp 36 ej parallella med var-
andra. Genom att ge styrenheten kännedom om de båda planens
orientering relativt varandra och relativt màlplanet 31,
kan träffpunkten fastställas genom geometriska beräkningar.
Enligt ytterligare en alternativ utföringsform är
inmätningssystemet försett med väsentligen riktnings-
oberoende akustiska givare. Varje givare består i detta
fall lämpligen av endast ett mikrofonelement. Styrenheten
20 är härvid anordnad att registrera det ögonblick, då
N
15
20
25
30
506 658
14
tidsskillnaderna mellan mätsignalerna från respektive
givare är minimala. Vid detta ögonblick âr de geometriska
avstånden mellan projektilens ljudalstrande vak 13 och
respektive givare minimala, vilket indikerar att vaken
befinner sig i det avsedda mâtplanet. Genom att utnyttja
värdena på tidsskillnaderna i detta ögonblick kan styr-
enheten i analogi med ovan fastställa projektilens
position.
Enligt en annan alternativ utföringsform är inmät-
ningssystemet försett med åtminstone en mikrofon, som är
riktad mot avfyringsplatsen, är anordnad att registrera
direktljud,
att vidarebefordra mot direktljudet svarande elektriska
som uppkommer vid avfyringen, samt är anordnad
signaler till styrenheten 20. Styrenheten 20 är anordnad
att med hjälp av dessa signaler undertrycka direktljud-
komponenter i de olika mâtsignalerna för att därigenom
minska direktljudets störande inverkan på mätresultatet.
Enligt ytterligare en alternativ utföringsform utgörs
varje akustisk givare av ett enda mikrofonelement, som är
anordnat i en akustiskt reflekterande omgivning, före-
trädesvis i en skálformig reflektor. Mikrofonelementet
placeras på ett sådant sätt i reflektorn (t ex i dess
brännpunkt). att infallande akustiska ljudvågor samverkar
på mikrofonelementet. Genom att rikta reflektorns öppning
åt önskat håll,
dvs i detekteringsriktningen, kan en hög
riktningsberoende känslighet (dvs en smal detekteringslob)
uppnås. Det är vidare möjligt att i analogi med ovan skapa
två detekteringslober genom en lämplig utformning av re-
flektorn samt genom utnyttjande av ett företrädesvis kil-
formigt organ, som anordnas ”ovanför” mikrofonelementet med
uppgift att blockera rakt framifrån infallande ljudvågor
men vidarebefordra snett infallande ljudvågor.
Ovanstående beskrivning av uppfinningen och dess
utföringsformer har företagits i exemplifierande och ej
15 506 658
begränsande syfte. Uppfinningen kan inom ramen för bifogade
patentkrav utföras på andra sätt än de ovan beskrivna.
Claims (14)
1. Sätt att relativt valt referenssystem berörings- fritt bestämma läge, riktning eller hastighet - eller någon (10) vid dess färd genom en gas i riktning mot ett givet mål (30), där projek- kombination därav - för en projektil tilens position i ett första plan (35) bestäms på visst avstånd från målet med hjälp av åtminstone tre i en närhet av nämnda plan anordnade akustiska givare (S1, S2, S3), k ä n n e t e c k n a t av att akustiska ljudvágor, härrörande från en turbulent gasvolym (12, 13, 14, 15) med utsträckning väsentligen rakt bakom projektilen (10), upptas med hjälp av nämnda (Sl, S2, S3), tidsskillnader för de akustiska ljudvägornas ankomst akustiska givare till respektive akustiska givare inmäts, projektilens position (x, y; xl, yl) i nämnda första plan (35) beräknas ur nämnda tidsskillnader samt (25) nämnda mål (30) fastställs med hjälp av projektilens beräk- projektilens träffpunkt i ett màlplan (31) genom nade position i det första planet.
2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att projektilens (10) träffpunkt (25) i nämnda màlplan (31) fastställs genom att på detta màlplan rätvinkligt projicera projektilens position (x, y; xl, yl) i nämnda första plan (35).
3. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av (10) och málplanet att projektilens position i ett mellan det första (35) (31) (36) be- räknas genom upptagning av akustiska ljudvágor och inmät- planet liggande andra plan ning av tidsskillnader i analogi med krav 1, varefter pro- jektilens avvikelse relativt nämnda màlplans normalriktning bestäms. W Ü 20 25 30 35 17 506 658
4. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att gàngtiden för projektilen (10) mellan det första (35) och det andra (36) planet inmäts, varur projektilens hastighet beräknas.
5. Sätt enligt krav 3 eller 4, av att nämnda åtminstone tre akustiska givare (S1, k ä n n e t e c k n a t S2, S3), som utnyttjas för inmätning av projektilens (10) position (xl, yl) i nämnda första plan (35), även utnyttjas för inmätning av projektilens position (x2, y2) i nämnda andra plan (36).
6. Sätt enligt något ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a t hastighet, aktuell gas. av att nämnda projektil (10) färdas med en som understiger ljudutbredningshastigheten i
7. Sätt enligt krav 6, k ä n n et e c k n a t av att nämnda projektil (10) utgörs av en kula från ett hand- eldvapen.
8. Anordning för utövande av sättet enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a d av (S1, S2, S3, S4, S5, S6) operativt förbunden styrenhet (20) en med nämnda akustiska givare samt, en med nämnda styrenhet operativt förbunden presen- tationsenhet (22), varvid de akustiska givarna är anordnad att detektera projektilens (10) passage genom nämnda första respektive andra plan (35, 36) samt i beroende därav avge elektriska signaler till styrenheten, varvid nämnda styrenhet är anordnad att mottaga fastställa inbördes skillnader i tid mellan respektive akustiska elektriska signaler från varje akustisk givare, givares detektering av den förbipasserande projektilen, ur 506 ess 18 W Ü 20 25 30 35 dessa tidsskillnader bestämma projektilens position i det första respektive andra planet, med hjälp av dessa positioner fastställa projektilens träffpunkt i nämnda màlplan (31) samt med hjälp av presentationsenheten indikera den fastställda träffpunkten. k ä n n e t e c k n a d S5, S6) har riktningsberoende känslighet och är anordnade att endast
9. Anordning enligt krav 8, av att nämnda akustiska givare (S1, S2, S3, S4, detektera ljud i eller i en omedelbar närhet av nämnda första (35) respektive andra (36) plan.
10. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att styrenheten (20) är anordnad att i tids- eller frek- vensdomänen beräkna den parvisa korrelationen mellan de elektriska signalerna från åtminstone vissa av de akustiska givarna (S1, S2, S3, S4, S5, S6), vid maximal signal- korrelation fastställa en tidsskillnad för ifrågavarande signalpar, därur fastställa ett antal möjliga positioner (10) passage genom nämnda första respek- (35, 36) taten från varje sådan parvis korrelation fastställa en för projektilens tive andra plan samt genom att kombinera resul- entydig position för projektilen i det första respektive andra planet.
ll. Anordning enligt krav 9 eller 10, k ä n n e- t e c k nia d av att var och en av nämnda akustiska givare (S1, S2, S3, S4, element, vilka är anordnade med givna inbördes avstånd för S5, S6) utgörs av en uppsättning mikrofon- àstadkommande av nämnda riktningsberoende känslighet.
12. Anordning enligt krav 9 eller 10, k ä n n e- t e c k n a d av att var och en av nämnda akustiska givare (S1, S2, S3, S4, är anordnat i en viss punkt relativt en akustiskt reflekte- S5, S6) utgörs av ett mikrofonelement, som 10 506 658 19 rande och koncentrerande omgivning för ástadkommande av nämnda riktningsberoende känslighet.
13. Anordning enligt något av krav 8 till 12, k ä n n e t e c k n a d av att styrenheten (20) är anord- nad att inmäta gàngtiden för projektilen (10) mellan nämnda första och andra plan (35, 36) samt dârur fastställa pro- jektilens hastighet.
14. Anordning enligt något av krav 8 till 13, (20) utgörs av en dator samt av att nämnda presentationsenhet k ä n n e t e c k n a d av att nämnda styrenhet (22) utgörs av en datorbildskärm.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9601248A SE506658C2 (sv) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Sätt och anordning vid beröringsfri projektilinmätning |
SE9604768A SE506657C2 (sv) | 1996-03-29 | 1996-12-20 | Sätt och anordning vid projektilinmätning |
AU25254/97A AU2525497A (en) | 1996-03-29 | 1997-03-27 | Method and device for projectile measurements |
AT97916698T ATE228236T1 (de) | 1996-03-29 | 1997-03-27 | Verfahren und vorrichtung zur messung von geschossparametern |
PCT/SE1997/000547 WO1997037194A1 (en) | 1996-03-29 | 1997-03-27 | Method and device for projectile measurements |
EP97916698A EP0890075B1 (en) | 1996-03-29 | 1997-03-27 | Method and device for projectile measurements |
US09/155,143 US6198694B1 (en) | 1996-03-29 | 1997-03-27 | Method and device for projectile measurements |
DE69717264T DE69717264D1 (de) | 1996-03-29 | 1997-03-27 | Verfahren und vorrichtung zur messung von geschossparametern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9601248A SE506658C2 (sv) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Sätt och anordning vid beröringsfri projektilinmätning |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9601248D0 SE9601248D0 (sv) | 1996-03-29 |
SE9601248L SE9601248L (sv) | 1997-09-30 |
SE506658C2 true SE506658C2 (sv) | 1998-01-26 |
Family
ID=20402038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9601248A SE506658C2 (sv) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Sätt och anordning vid beröringsfri projektilinmätning |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE506658C2 (sv) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112710249B (zh) * | 2021-01-12 | 2022-11-29 | 山东非金属材料研究所 | 一种弹道冲击条件下靶板背面变形应变率的测试方法 |
-
1996
- 1996-03-29 SE SE9601248A patent/SE506658C2/sv not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE9601248L (sv) | 1997-09-30 |
SE9601248D0 (sv) | 1996-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6198694B1 (en) | Method and device for projectile measurements | |
US7408840B2 (en) | System and method for disambiguating shooter locations | |
JP3203347B2 (ja) | 超音速投射物軌跡判定方法および装置 | |
EP0012580B1 (en) | Apparatus for detecting and locating the position of a bullet | |
AU2008202423B2 (en) | Systems and methods for disambiguating shooter locations | |
US4885725A (en) | Position measuring apparatus and method | |
EP0019428B1 (en) | Projectile locating apparatus | |
CN103869287A (zh) | 枪声定位定向方法 | |
US8451691B2 (en) | Method and apparatus for detecting a launch position of a projectile | |
SE506658C2 (sv) | Sätt och anordning vid beröringsfri projektilinmätning | |
US5944317A (en) | Shock wave scoring apparatus employing dual concentric curved rod sensors | |
US10107606B2 (en) | Device for determining the velocity of a bullet | |
JP2021175963A (ja) | 風向・風速計 | |
RU210598U1 (ru) | Акустический анемометр | |
Chen et al. | The method of impact point location based on planar double disk array | |
CN117441092A (zh) | 超声换能器的布置、具有这种类型的布置的夹持式超声测量设备以及用于调整超声测量设备的方法 | |
Kisatsky | Determining the position and trajectory of supersonic projectiles from acoustic measurements | |
JPH05142330A (ja) | 射撃訓練装置 | |
GB2187552A (en) | Apparatus for monitoring movement of a fluid |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |