SE522757C2 - Anordning vid eldvapen med servosystem - Google Patents

Description

20 25 30 börvärdet noll och kommenderat vridmomentkommando är sådant att det håller emot aktuellt störrnoment t.ex. obalanser och friktioner. Vapnet/kanonen står därmed stilla i rymden. En plötslig förändring av störrnoment kompenseras av att vapnet ändrar vinkel, vilket åstadkommer en från gyrot erhållen signal som går in i servoförstärkaren och ger relevant kommando, t.ex. momentkommando, för att återställa vapnet till utgångspositio- nen. I stället för att nämnda jämförelse utföres med utgångspunkt från vinkelhastighet kan den ske på vinkelnivå. För övrigt kan vridmomentet i sig anses representeras av motor- strömmen.

Vid hithörande slag av eldvapen föreligger önskemål om att de skall kunna förses med automatladdningssystem där laddningsförloppet kan styras av en motor, frarndrivnings- motor, som för eller trycker in ammunition i vapnet. Det föreligger även önskemål om att automatladdningssystemet skall vara helt eller delvis förankras i eldvapnet, företrädesvis vid dess bakre delar. Automatladdningssystemet kan innefatta ammunitionsband som lag- ras till eldvapnets bakre/undre delar på i och för sig känt sätt. Vid hithörande slag av eld- vapnet uppkommer därvid en vridmomentstörning på vapnet som utgör en funktion av de egenskaper framdrivningsmotom har. Framdrivningsmotorn drar ammunitionsmatningen och förorsakar en dragkraft i ammunitionsbandet och i det fall automatladdningssystemet har tilldelats nämnda önskade lägen kommer denna kraft att angripa vapnet vid dettas bakdel, dvs. avfyringen som sådan påverkar stabiliseringen. Störningen är dynamisk och är störst i samband med eldöppnandet, men föreligger under hela avfyringsfasen. Det konventionella servosystemet hinner inte fullt ut kompensera för dessa störningar. På så sätt förorsakar ammunitionsmatningen med nämnda automatladdningssystem vid avfyring en försämring av vapnets träffprestanda. Föreliggande uppfinning har till ändamål att lösa bl.a. denna problematik.

Föreliggande uppfinning bygger på insikten att stömingen har en karaktär som är delvis deterrninistisk och dessutom är en funktion av den dragkrafi som har sitt ursprung i arnmunitionsmotoms och dess lasts egenskaper. I enlighet med uppfinningen utföres i ett föredraget utföringsexempel mätningar i automatladdningssystemet och bildar en modell för hur denna matning kommer att förorsaka moment på vapnet. Det därigenom beräk- 10 15 20 25 30 5 ' gagna:- n o u | c ø . a c ø o » u; .a a. ' - ' n nu . v n u s o v o u n nu n a. u. v a » n u o u u u wo 0 .nn .nu n. n a -I- v u. a o o n s u: u 1 n n u n u - . I n u n u u n. »n n. n. nu o. nande störmomentet adderas till vapenservot, företrädesvis som momentkommando till motorstymingen.

Det som huvudsakligen kan anses vara kännetecknande för en anordning enligt uppfin- ningen är bl.a. att den är anordnad att utnyttja en eller flera från automatladdningssyste- met emanerande och/eller på förhand framtagna pararneterinforrnationer, vilken eller vilka är representativa för en av automatladdningssystemet på eldvapnet íörorsakad och inriktningen störande krafi. Dessutom kännetecknas uppfinningen av att anordningen är anordnad att med hjälp av parameterinforrnation eller parameterinformationerna åstad- komma ett nämnda krafi väsentligen eller helt eliminerande kommando (momentkom- mando) till servomotom.

I en utíöringsforrn är automatladdningssystemet helt eller delvis infåst i eldvapnet vid dess bakre delar och den störande kraften föranleder ett moment kring eldvapnets tapp- axel i samband med automatladdningsssytemets aktivering. Vid aktiveringen initieras en i anordningen ingående enhet medelst parameterinformationen eller parameterinforrnatio- nerna ett i servosystemet införbart momentkommando. Parameterinformationen eller parameterinformationema är helt eller delvis hänförbara till en i automatladdningssyste- met ingående frammatningsmotor. En parameterinformation kan innefatta eller bestå av en aktuell över frammatningsmotom uppträdande spänning. Alternativt eller komplette- rande kan parameterinformationen innefatta eller bestå av en vid avfyring i framdriv- ningsmotorn uppträdande ström. Altemativt eller kompletterande kan parameterinforma- tionen innefatta eller bestå av information om framdrivningsmotoms varvtal i ett eller flera skeden av effektuerad avfyring. Parameterinforrnation kan även, alternativt eller kompletterande, innefatta eller bestå av framdrivningsmotorns i eldvapnet och automat- laddningssystemet tilldelade last- och/eller styrkommandon. Parameterinforrnationen kan även, alternativt eller kompletterande innefatta eller bestå av erfarenhetsmåssiga uppgif- ter framtagna vid prov och erfarenheter om olika beteenden vid användningar av auto- matladdningssystemet. 10 l5 20 25 30 n . ø - . u u o - o rn Enheten som sådan kan ingå i eller utgöra del av ett eldvapensystem som innefattar eld- vapnet, tomarrangemang för eldvapnet och inriktnings- och avskjutningssystem för eld- vapnet. Ett dylikt eldvapensystem innefattar normalt dator- eller processorfunktion, vilken kan ha kapacitet ledig och även handlägga nämnda störreducerande eller störeli- minerande inriktnings- och avfyringsfunktioner vid eller med eldvapnet. Servosystemet innefattar företrädesvis en forsta krets med servofunktion och filter som i beroende av mottaget börvärde effektuerar till servomotom kommenderat moment, och en andra krets med motorstyrning med filter och fungerande som servoförstärkare som i beroende av det kommenderade värdet och det av enheten effektuerade momentkommandot styr den belastade servomotorn som därvid åstadkommer en eldvapnet tilldelningsbar vinkelhas- tighet. Dessutom ingår ett vinkelhastigheten avkännande organ, t.ex. ett hastighetsgyro, som ingår i en återkopplingskrets som återkopplar uppgifi om reell vinkelhastighet eller ärvärdet till den första kretsens ingång. Det momentfelet representerande signalen tillfö- res den andra kretsen via ett adderings- eller subtraheringsorgan, till vilket nämnda kommenderade moment till servomotom även anslutes. Ytterligare utföringsexempel framgår av de efterföljande underkraven.

I en alternativ utföringsforrn kan nämnda enhets fimktioner implementeras i strids- vagnens eller eldvapnets befintliga datorfunktion och därvid ges programvarukaraktär.

Datorfunktionen kan innefatta en eller flera datorer eller processorer med inorgan, bussar och minnen av i och för sig känt slag. Datorfunktionen kan arbeta med vapendrivande funktioner och analys- och simuleringsfunktioner och det inses att nämnda parametrar kan törefinnas på nämnda bussar och/eller i nämnda minnen, varifrån de hämtas alternativt eller kompletterande.

Genom det i ovanstående angivna kan Stabilisering av automatladdade eldvapen anordnas så att man utnyttjar information från automatladdningssystemet/laddningsmekanismen till att reducera den störning i vapenservot som uppstår då laddningsmekanismen sätts eller är i rörelse. Den i datorenheten simulerade eller baserade modellen kan utnyttja mät- ningar av parametrar i ammunitionsmatningen som bestämmer dragkraftens storlek, jäm- för de i ovanstående angivna pararnetrama. Genom uppfinningen kan man ge vapenservot 10 15 20 25 30 . . . . .. a ~ - u n ~u ett momentkommando som är en modell av ammunitionsmatningen och dess störande inverkan samt baseras på infonnation från ammunitionsmatningens motordrivning där således minst en av de i ovanstående angivna parametrarna ingår.

En för närvarande föreslagen utföringsfonn som uppvisar de för uppfinningen signifika- tiva kännetecknen skall beskrivas i nedanstående under samtidig hänvisning till bifogade ritningar där figur l i principschemafonn visar ett servosystem som kompletterats med styrsig- nalsfunktioner från ett ammunitionshanteringssystem eller automatladd- ningssystem, och/eller eldvapnets egna datorbaserade styrsystem, och figur 2 från sidan och principiellt visar exempel på ett de nya idéerna användande eldvapen, i form av en tapplagrad kanon, vid vars bakre delar är infäst ett automatladdningssystem för ammunitionsmatning.

I figuren 1 visas ett servosystem för ett eldvapen/kanon med 1. Servosystemet innefattar en första krets 2 med servoförstärkare som är försett med filter. En andra krets är visad med 3 och arbetar med motorstömingsfunktion och uppvisar på känt sätt filter och funge- rar som effektförstärkare. En servomotor med påförd last är angiven med 4. En styrsignal visas med il och på servoförstärkarens ingång påföres kanonens hastighetsfel eller bör- värdeshastighet. Ingången är angiven med 5. Kretsen 2 avser i beroende av hastighetsfelet alstra ett kommenderat moment till servomotom, vilket moment uppträder på utgången 6.

Kretsen 3 mottar bl.a. det kommenderade momentet till servomotom på sin ingång 7 och åstadkommer en effektförstärkning på det kommenderade momentet. Kretsen 3 styr servomotom via sin utgång 8 och servomotom mottar det förstärkta kommenderade momentet på sin ingång 9. Ett hastighetsgyro 10 ingår i en återkopplingskrets 11 för det på servomotom, på dess utgång 12, uppträdande vinkelhastigheten som överföres till en krets 13 som bestämmer kanonens innevarande vinkel. Hastigheten år kopplad till kret- sens 2 ingång 5 via ett adderings- eller subtraheringsorgan 14. Kanonens hastighetsfel är i figuren 1 angivet med 15, kommenderat moment till servomotom med 16 och kanonens 10 15 20 25 30 o e n. u u - . u . . . - ø - . n u u i »mean p u o a o v a u o o nu o ' u a.. u 1 v I v - u c v vv v nu n» a. u n s-a n n. s v n u u v .a a f - . . . - a I u n n u u n .v s. u u. ~ - e v vv vinkelhastighet med 17. Alternativt kan jämförelsen utföras på vinkelstorleksnivå i stället för den beskrivna vinkelhastighetsnivån. I stället för hastighetsgyro kan tachometer, vinkelgivare, etc. användas.

I enlighet med uppfinningens idé ingår även ett automatladdningssystem eller matnings- system för ammunition 18. Ammunitionsmatningssystemet kan utgöras av ett i och för sig känt sådant och skall därför inte beskrivas närmare här. Karakteristiskt för systemet är att det i enlighet med nedanstående är monterat på eldvapnet och vid sin användning för- orsakar störningar på eldvapnets styming och inriktning. I utföringsexemplet innefattar systemet 18 en framdrivningsmotor 19 för anununition i anslutning till laddning och skjutning med eldvapnet. Enheten 18 innefattar parametrar på motom 19 avkännande utrustning 20. Således kan utrustningen 20 avkärma motoms 19 spänning vid initiering av motom i anslutning till påbörjad skottsalva. Alternativt eller kompletterande kan utrust- ningen 20 avkänna motorströmmen i nämnda skede. Altemativt eller kompletterande kan utrustningen 20 avkärma motoms hastighet i olika frarnmatningsskede. Dessutom kan parametrar som baseras på lastdata och/eller logik utnyttjas alternativt eller komplette- rande. En andra utrustning för lagring och införande av lastdata och/eller logik är angiven med 21. I figuren 1 är vidare parametem för nämnda motorspärming angiven med i2, parametern för motorströmmen angiven med i3 och parametern för motorhastigheten eller motorhastighetema angivna med i4. Dessutom anges parametem för lastdata och/eller logik med i5. Nämnda parametrar är införbara i en enhet 22 som kan utgöras av en dator eller datordel i eldvapensystemets övriga struktur. Enheten 22 kan altemativt utgöras av en separat enhet. Enheten 22 innefattar en inkrets ( 1/0) 23 som mottar nämnda parametrar och en datordel eller processor (t.ex. mikroprocessor) 24 som etablerar en datormodell för estimering av momentstömingar i kanonservot enligt uppfinningen.

Processom eller motsvarande 24 utmatar information, t.ex. en signal i6, som kan utgöras av ett momentkommando, som tillföres ingången på kretsen 3 via ett adderings- eller subtraktionsorgan 26.

Som alternativ eller komplement till den i ovanstående beskrivna utrustning kan enheten 22 tillsammans med den första kretsen 2 anordnas att arbeta med en mera utpräglad 10 15 20 25 30 522 757 mjukvarukaraktär, dvs. enhetsfunktionen och funktionen i den första kretsen 2 kan implementeras tillsammans eller samordnas i en egen processor eller eldvapnets proces- sor(-er) med tillhörande buss- eller bussystem, minnen, etc. En dylik del är symboliserad med en del 25 som kan anslutas till automatladdningssystemets utgång och nämnda andra kretsar 3. Data/parametrar som tillföres delen 25 exekveras i delens 25 processorfunktion med program av i och för sig känt slag. Exekveringen kan baseras på likaledes i och för sig känt sätt på i eldvapnet utförda styrning, analyser och simuleringar hänförbara till eldvapnets användningar och utprovningar. Data kan avse bl.a. styrfunktioner, ammunitionshantering, avfyring, fiiktioner, strömmar och spärmingar i framdriv- ningsmotom (19), ammunitionsmängd, skottsalvslängder, avfyringar med enskilda skott, etc. Data kan tillföras från systemet 18 och/eller från eldvapensystemets processorfunk- tion. Delarna 18; 2 och 22; och 3 och 4 kan levereras av olika leverantörer och samman- sättas av t.ex. en användare.

I figuren 2 är ett eldvapen i form av en kanon angiven med 27. Kanonen är tapplagrad och lagringen är syrnboliserad med 28. Vid kanonens bakre och undre delar 27a är auto- matladdningssystem 29 anordnat och infäst vid nämnda delar. Automatladdningssystemet innefattar ammunitionsband 30 och en framdrivningsmotor 31 (järnför med motor 19 i fig. 1) för banden och i dessa införda ammunitionsenheter 32. I anslutning till användningen eller aktiveringen av ammunitionsladdningssystemet uppträder en reaktionskraít på ett avstånd A från vapnets tappaxel 28 eller rotationspunkt i höjdled.

Kraften och avståndet A förorsakar ett moment M som strävar efter att vrida eldvapnet i första hand uppåt i höjdriktningen, men motsatta (nedåtriktade) rörelser kan uppkomma.

I figuren 2 är även nänmda gyro 10' (jämför hänvisningsbeteckningen 10 i figuren 1) angivet. De första och andra kretsarna 2' och 3°, liksom servomotorn 4' (jämför 2, 3 och 4 i figuren 1) är principiellt angivna. Dessutom ingår ett riktgrepp 33, medelst vilket styrsignalen il initierats. Återkopplingskretsen 11' från gyrot 10' till ingången på servoförstärkaren visas även. Genom uppfinningen kan ett momentkommando (jämför signalen i6 i figuren 1) som motverkar momentet M introduceras i servokretsen och häva tendensema till det i ovanstående omnämnda felet vid inriktningen. 522 17157 ï j; . j; _ f: Motom 19 kan ha en effekt på 1-10 kW. I en utforingsfonn kan proj ektilema väga ca 1,5 kg/styck och projektilema kan avskjutas en och en eller i salvor om uppemot t.ex. 30 stycken. Eldvapnet kan utgöras av t.ex. stridsvagn 90.

Uppfinningen är inte begränsad till den i ovanstående såsom exempel visade utfórings- formen utan kan underkastas modifikationer inom ramen for efterföljande patentkrav. De i figuren ej närmare beskrivna utrustningsdelarna kan utgöras av i och för sig kända upp- byggnader.

Claims (15)

10 15 20 25 30 få? 757 a : | | ø a. PATENTKRAV

1. Anordning vid eldvapen (kanon) (27) som dels är riktbart mot mål medelst ett servosystem (1) som i beroende av stymingar (il) alstrar styrkommandon (16) till en servomotor (4) ingående i servosystemet och verkställande eller medverkande i eldvap- nets inriktning, dels är avfyringsbart med ammunition (32) överfórbar från ett eldvapen tillhörande automatladdningssystem (29), k ä n n e t e c k n a d därav, att den är anord- nad att utnyttja en eller flera från automatladdningssystemet emanerande och/eller på tör- hand framtagna parameterinforrnationer (i2, i3, i4, i5), vilka är representativa för en av automatladdningssystemet (29) på eldvapnet (1) törorsakad och inriktning störande kraft (F), och att den är anordnad att med hjälp av parameterinfonnationen eller parameter- inforrnationema åstadkomma ett nämnda krafi väsentligen eller helt eliminerande kom- mando (i6) till servomotom.

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att automat- laddningssystemet (29) helt eller delvis är infást i eldvapnet (27) vid dettas bakre delar (27a), och att den störande krafien (F) föranleder ett moment (M) kring eldvapnets tapp- axel (28) i samband med automatladdningssystemets (29) aktivering, och att enheten (22) vid aktiveringen initierar medelst parameterinformationen eller parameterinformationema ett i servokretsen intörbart momentkommando (i6).

3. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att parameter- inforrnationen eller parameterinforrnationema är helt eller delvis hänförbara från en i automatladdningssystemet ingående framdrivningsmotor (31).

4. Anordning enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att en parameter- information innefattar eller består av en vid aktuell avfyring över frammatningsmotorn uppträdande spärming. 10 15 20 25 30 ' ,.--' uu oo: o n o u ø u u u a u o c nu u» cl u; v: uo u o I I I I ' ' " z _ , u. u u u u u u u u u av ' ' »uu nu nu u u uuu u uu u u . . u u se u s» u u uu u u u u u a uu uu uu uu | c I n II

5. Anordning enligt patentkravet 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att para- meterinformationen innefattar eller består av en vid aktuell avfyring i frarndrivnings- motom uppträdande ström.

6. Anordning enligt patentkravet 3, 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att parame- terinformationen innefattar eller består av infonnationer om framdrivningsmotoms varv- tal i ett eller flera skeden av avfyringen.

7. Anordning enligt något av patentkraven 3-6, k ä n n e t e c k n a d därav, att para- meterinformationen innefattar eller består av frammatningsmotorn i eldvapnet och auto- matladdningssystemet tilldelade last- och/eller logikfunktioner.

8. Anordning enligt något av patentkraven 3-7, k ä n n e t e c k n a d därav, att para- meterinformationen innefattar eller består av erfarenhetsmässiga uppgifter framtagna vid prov och erfarenhet vid olika användningar av automatladdningssystemet.

9. Anordning enligt något av patentkraven 3-8, k ä n n e t e c k n a d därav, att auto- matladdningssystemet är beläget och infäst vid eldvapnets bakre och undre delar (27a) och att ammunitionstillfórseln är effektuerbar medelst amrnunitionsband (30) drivbart eller drivbara med frarndrivningsmotom.

10. Anordning enligt något av patentkraven 1-9, k ä n n e t e c k n a d därav, att järn- forelsen i servokretsen är baserad på vinkelhastighets- eller vinkelstorleksavkänning.

11. Anordning enligt något av patentkraven 1-10, k ä n n e t e c k n a d därav, att en enhet (22) ingår i eller utgör del av ett eldvapensystem med eldvapen, tomarrangemang for eldvapnet och inriktnings- och avskjutningssystem för eldvapnet.

12. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att servosystemet innefattar en forsta krets (2) med servofórstärkare och filter som i bero- ende av mottaget börvärde effektuerar ett till servomotorn (4) kommenderat moment, en 10 15 20 v ø n n en nu: n 11 andra krets (3) med motorstyrning med filter och fungerande som effektfcírstärkare som i beroende av det kommenderade värdet och det av anordningen eller enheten (22) effek- tuerade momentkommandot (16) styr den belastade servomotorn (4), vilken åstadkom en eldvapnet tilldelningsbar vinkelhastighet (17), och att ett vinkelhastigheten avkännande organ, t.ex. hastighetsgyro (10), ingår i en återkopplingskrets (11) som återkopplar upp- gift om vinkelhastigheten eller ärvärdet till den första kretsens (2) ingång.

13. Anordning enligt patentkravet 12, k ä n n e t e c k n a d därav, att enheten är datorbaserad och estimerar medelst nämnda parameterinformation eller nämnda para- meterinforrnationer föreliggande momentstyrning (M) i servosystemet (1).

14. Anordning enligt något av patentkraven l-11, k ä n n e t e c k n a d därav, att den innefattar en med eldvapnets egna datorfunktion implementerad del (25) anordnad att motta eller extrahera parameterinfonnation eller parameterinformationer från automat- laddningssystemet och/eller från eldvapnets datorfunktion, varvid eldvapnets egna datorfunktion innefattar buss(-ar), dator(-rer), minne(-n), medelst vilka datorfunktionen effektuerar eldvapenstyrningar, utför analyser och simuleringar, etc., från vilken eller vilka den störningsreducerande eller stömingseliminerande är baseringsbar.

15. Anordning enligt patentkravet 14, k ä n n e t e c k n a d därav, att delen (25) innefattar parametennottagande krets eller kretsar samt krets (2) eller kretsar med servoförstärkare och filter, och att kretsarna är samfunktionerbara med automatladd- ningssystemet (18)och kretsar (3, 4) för motorstyrning med filter/effektfórstärkare och servomotor.