SE545273C2 - Metod för optimering av brisadpunkt samt vapensystem - 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

Föreliggande patentansökan avser en metod att användas av eldrörsvapen med ostyrd eller styrd ammunition för att bekämpa målobjekt.

UPPFINNINGENS BAKGRUND, PROBLEMSTÄLLNING OCH KÄND TEKNIK Vid bekämpning av målobjekt, så som. missiler, eller helikoptrar, med eldrörsvapen så används traditionellt projektiler anordnade eller tidrör. Projektiler anordnade med tidrör briserar/detonerar vid en viss tidpunkt som bestämts utifrån parametrar så som utskjutningshastighet, avstånd till målet etc. Alternativt är projektilen anordnad med som medför att projektilen briserar/detonerar i av' målet då en flygplan med zonrör zonrör närhet sensor i projektilen detekterar målet.

Exempel på metod och anordning för beräkning av brisadpunkt ges i patentskrift US 5,8l4,756 en teknisk lösning för hur en utifrån målinmätning och inmätning av projektilens hastighet då den lämnar eldröret. Den i. US 5,8l4,756 visade uppfinningen skiljer sig från den i föreliggande patentansökan beskrivna uppfinningen genom att informationen programmeras i en projektil i samband med utskjutning från ett eldrörsvapen samt att projektilens hastighet enbart mäts då projektilen som visar brisadpunkt beräknas lämnar eldröret.

Alternativt exempel på metod och anordning för beräkning av brisadpunkt ges i patentskrift EP O 887 613 Bl som visar en teknisk lösning för hur en brisadpunkt beräknas utifrån projektilens hastighet i banan på väg mot målet och en ny beräknad brisadpunkt kan programmeras till projektilen med trådlös kommunikation. Den i EP O 887 613 Bl uppfinningen skiljer sig från den i föreliggande patentansökan beskrivna uppfinningen då målet är i en fast visade position.

Ytterligare problem som föreliggande uppfinning avser lösa framgår i anslutning till den efterföljande detaljerade beskrivningen av de olika utföringsformerna.

UPPFINNINGENS SYFTE OCH DESS SÄRDRAG Syftet med föreliggande uppfinning är att förbättra möjligheten att beräkna korrekta brisadpunkter projektiler då eldrörsluftvärn används för att försvara skyddsobjekt mot anfallande styrda luftburna vapenfarkoster, 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 utskjutna projektilerna följer. baseras på uppmätt och/eller estimerad màlobjektets och projektilernas aktuella position och hastighet.

Beräkningarna kunskap om Uppfinningen avser en nætod för beräkning av brisadpunkt för en projektil ett målobjekt följande metodsteg innefattas; mäta projektilens position, minst avfyrad mot där estimera projektilens position, estimera projektilens hastighet, mäta màlobjektets position, estimera màlobjektets position, estimera màlobjektets hastighet, beräkna optimala brisadpunkter för projektil utifrån projektilens estimerade position, projektilens estimerade hastighet, màlobjektets estimerade position samt màlobjektets estimerade hastighet, kommunicera brisadpunkter för projektil till projektil. för metod för beräkning av projektil avfyrad mot ett Enligt ytterligare aspekter brisadpunkt målobjekt gäller; för minst en att målobjektet är ett luftmàl. att luftmålets och projektils bana estimeras för beräkning av projektilens estimerade position, projektilens estimerade hastighet, màlobjektets estimerade position samt màlobjektets estimerade hastighet. att projektilen är styrbar. att styrinformation till projektilen kommuniceras till projektilen utifrån projektilens estimerade position, projektilens estimerade hastighet, målobjektets estimerade position samt målobjektets estimerade hastighet där styrinformationen innefattar styrkommandon för att styra projektilen mot målobjektet.

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

Vidare utgörs uppfinningen av ett datorsystem innefattande en dator där nämnda dator exekverar datorprogram enligt ovan.

Vidare utgörs uppfinningen av ett vapensystem innefattande eldrörsvapen, eldledning samt sensorsystem för att mäta målobjekt och projektiler innefattande ett datorsystem enligt 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 ett målobjekt. Projektilerna, som företrädesvis är ostyrda, som avfyras vid eldgivning, kommer oavsett avstånd från målobjektet detoneras/briseras vid en så optimal position som möjligt för att möjliggöra att verkan i målobjekt kan uppnås.

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

Fig. 2 visar blockschema över anordning för bekämpning av målobjekt 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 av uppfinningen.

DETALJERAD UTFÖRANDEBESKRIVNING Vid bekämpning^ av' ett rörligt màlobjekt, exempelvis ett luftmål, med ostyrda projektiler avfyrade från eldrörsvapen så avfyras projektilerna mot de punkter där målobjektet kommer att befinna sig när projektilerna når fram. Sådana kallade framförpunkter, predikteras utifrån mätdata och estimeringar. På samma sätt kan de mot målobjektet utskjutna projektilernas bana prediktera eller skattas. Skattningen eller predikteringen kännedom om projektilens tidigare positioner och på en hypotes 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 en projektilens läge. estimeras projektilens nuvarande position och hastighet. En prediktor sedan, ledning av estimat och hypotes av målobjektet och projektilerna bana, optimala brisadpunkter för projektiler för att bekämpa målobjektet. En kommunikationsenhet, kommunicerar information om brisadpunkt till projektil. brisadpunkt kan exempelvis vara en viss tid från nuvarande tidpunkt, en viss tid utifrån en given klocka eller en positionsangivelse eller en kombination av ovanstående.

SenSOI beräknar med exempelvis en radio, Informationen om Ett system konstruerat för att bekämpa målobjekt med hjälp av eldrörsvapen och ostyrda projektiler kan bestå av tre delar; vapen och projektiler. Ett sådant system kan även benämnas eldrörsluftvärn. Med ostyrda projektiler menas olika former av projektiler såsom granater, missiler och/eller raketer avsedda att för att bekämpa målobjektet. En eldledning som ingår i ett eldrörsluftvärn inkluderar en eller flera sensorer samt ett flertal metoder för att hantera och utvärdera sensordata. Den eller de sensorer som ingår i, och används av, eldledningen kan även benämnas sikte. Förädlad information från siktet används för att styra inriktningen av både sikte och vapen. eldledning, användas I figur l visas ett flödesschema för en metod i ett eldledningssystem JU Då EH1 bekämpning inleds, start 2 i figur 1, riktas siktet in mot det målobjekt som skall bekämpas. Vanligtvis möjliggörs detta genom att en extern enhet, exempelvis en spaningsradar, löpande levererar information om målobjektets position som funktion av tid. Denna externa enhet kallas den invisande enheten.

Förfaringssättet kallas invisning Parallellt med att siktet riktas mot målobjektet så kan eldröret riktas mot en preliminärt beräknad framförpunkt baserad 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 med målföljning mäts tidigare avfyrade projektiler in med siktet eller annan sensor för målinmätning.

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

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

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

Utifrån projektilens estimerade position, projektilens estimerade hastighet, målobjektets estimerade position samt målobjektets hastighet, optimal brisadpunkt predikteras i steget beräkning av optimala brisadpunkter för projektil estimerade kan en Ett alternativ för att beräkna optimal brisadpunkt är att målobjektets hastighet, projektilens hastighet, (det vinkelräta avståndet relativt projektilens färdriktning till målobjektet vid passage) samt stridsdelens utformning, d.v.s. i vilka vinklar kastas splitter ut från projektilen. Den optimala brisadpunkten för en projektil räknas ut med trigonometri så att en så stor del av de effektivaste splittren med avseende på verkan från projektilen kommer att träffa målobjektet. utifrån bomavstånd I det fall inmätning av målobjekt samt projektil på olika sätt störs kan olika former av prediktering nyttjas beskrivna. nedan för att på så sätt beräkna projektilens estimerade 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 i steg 7 Beräkning av målbana och projektilbana. I det fall kontinuerlig mätdata finns tillgängligt blir steg 7 redundant.

Vid beräkning/prediktion av målbana för målobjektet och projektilbana för projektilen kan dels enklare modeller nyttjas förutsätter inmätt bana acceleration men även mer komplexa metoder där målobjektets acceleration 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 till projektilen/projektilerna vilket visas i steget Kommunicera optimal brisadpunkt till projektil 9. I fallet att förbättrade brisadpunkter beräknas kan dessa återigen kommuniceras till projektilen/projektilerna förutsatt att de inte redan detonerat/briserat. Kommunikation till projektil sker exempelvis med en för ändamålet konstruerad kommunikationsutrustning men kan även ske med den sensor som náter in projektilen, exempelvis med en radar. Även olika former av radiokommunikation eller optisk kommunikation är andra kommunikationsmetoder som är tillämpbara. I en utförandefornx har varje projektil sin egen unika adress och en unik brisadpunkt kommuniceras till varje projektil, företrädesvis kommuniceras estimerad brisadpunkt tidigt i banan då den elektromagnetiska miljön förutsätts vara mindre störd för att senare, om möjligt, uppdateras i banan. Ett tänkbart scenario är att störmiljön förvärras i projektilens senare meddelanden till projektilen kan förhindras beroende på att radiolänken är utstörd. I detta fall, i en utförandeform, fortsätter projektilen med den detonationspunkt som senast mottagits. bana varför Vidare kan till projektilens estimerade position, hastighet, målobjektets màlobjektets estimerade hastighet där styrinformationen innefattar styrkommandon för att styra projektilen mot målobjektet. Genom att styra projektilen kan projektilens position förflyttas till ett mer målobjektet. styrbara projektiler nyttjas. Styrinformation till projektilen utifrån projektilens estimerade position projektilen kommuniceras estimerade samt gynnsamt läge närmare Ett eldrörsluftvärnssystem 20, visas i figur 2, innefattar en eldledning 21, ett eller flera vapen 26 och projektiler 27 som kan avfyras mot målobjekt. Systemet 20 får invisning från någon extern spaningssensor 22, som kan söka av mycket stora volymer med stort djup på bekostnad av noggrannhet och mätfrekvens. I eldrörsluftvärnssystemetSOIII ingår en eldledningssensor 23 som efter invisning kan mäta in det enskilda målobjektets position i en liten sektor med begränsat djup men med hög noggrannhet och hög mätfrekvens. Beräkningsenheten 25 används att framförpunkter som. vapen 26 ska riktas mot samt beräkna optimala brisadpunkter samt i förekommande fall estimera banan för målobjekt samt projektil. Eldledningen 21 kan även innefatta. en skyddsobjektsdatabas 24 som innehåller positioner för ett flertal skyddsobjekt som kan finnas i Vidare ingår för beräkna de närområdet runt eldrörsluftvärnssystemet 20. utrustning för att kommunicera med projektilen, ej visade i figuren. optimala brisadpunkter till kommunikationsutrustningen.

Beräkningsenheten 25 kommunicerar Figur 3 visas ett målområde 100 för ett målobjekt på väg mot ett skyddsobjekt 104. På målobjektets färd mot skyddsobjektet 104 kommer målobjektet passera ett antal positioner eller punkter på sin väg mot skyddsobjektet. I punkten 101, som befinner sig långt från skyddsobjektet kan målobjektet bekämpas med en tidigt avlossad projektil 106. Då projektil 106 befinner sig på ett relativt långt avstånd från målobjektet kan konventionella zonrör ej användas utan en brisadpunkt beräknas då projektilen detonerar och därmed sprider splitter eller annan verkansmetod gentemot målobjektet så att splittret träffar målobjektet i målobjektets bana på väg mot skyddsobjektet. Eventuellt bekämpas målobjektet alternativt fortsätter målobjektet mot skyddsobjektet. I det fall målobjektet fortsätter på sin färd mot skyddsobjektet kommer, efter en tid, målobjektet befinna sig i punkt 102. I denna punkt bekämpas målobjektet med en projektil 105 som befinner sig närmare målobjektet. På samma sätt bekämpas eventuellt målobjektet i denna senare punkt i banan på väg mot skyddsobjektet. I det fallet att målobjektet inte heller bekämpas i denna position fortsätter* målobjektet till punkt 103. I detta fall finns en projektil 107 avlossad mot målobjektet på ett viss nära avstånd från målobjektet. I denna position har målobjektet en brisadpunkt beräknad med högre tillförlitlighet. Projektilen kan även vara utförd med ett zonrör som kan detektera målobjektet.

Figur 4 visar ett målobjekts bana 1000 in mot ett skyddsobjekt 1001. Målobjektet flyger an mot skyddsobjektet 1001. Målobjektet upptäcks av en spaningssensor då det passerar punkt 1002. Spaningssensorn visar då in en eldledningssensor. Någonstans nællan punkt 1002 och 1003 hittar eldledningssensorn målobjektet och börjar följa och mäta in målobjektets position och hastighet. Vid punkt 1003 påbörjar målobjektet eventuellt en kursändring, t.ex. i avsikt att upptäcka skyddsobjektet 1001. Vid punkt 1004 är målobjektets kursändring avklarad. Vid punkt 1005 börjar målobjektet att följa en styrlag som strävar efter att styra till träff i skyddsobjektet 1001. Då målobjektet passerar punkt 1006 kan eldledningen börja prediktera framförpunkt 1007. Prediktionen baseras på data från eldledningssensorn och eventuellt en hypotes om vilken Bekämpning av målobjektet kan påbörjas tidigt och projektiler på väg mot målobjektet kan programmeras att brisera, med optimal brisadpunkt, för att möjliggöra så hög sannolikt som möjligt för bekämpning av målobjektet. farkosten styrlag målobjektet använder.

ALTERNATIVA UTFÖRINGSFORMER Uppfinningen är inte begränsad till de speciellt visade utföringsformerna utan kan varieras på olika sätt inom patentkravens ram. Det inses exempelvis att antalet givare, i metoden för eldledning mot màlobjekt ingående elementen och detaljerna efter det eller plattform och konstruktionsegenskaper tillfället utskjutningsanordning, eller systeni av de anpassas övriga de vapensystem, som för föreligger.

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

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

Vidare är uppfinningen inte begränsad till ett visst antal till det tillfället projektiler eller målobjekt utan kan anpassas antal màlobjekt eller projektiler för föreligger.

SOITI

Claims (1)

1.l.Metod för beräkning av brisadpunkt för minst en projektil (l) avfyrad,fràn ett eldrörsluftvarn, mot ett målobjekt kannetecknad av att följande metodsteg innefattas; mata projektilens position (5) frekvent, estimera projektilens position (6) utifrån uppmatt position, estimera projektilens hastighet (6) position, mata màlobjektets position (5) frekvent, estimera màlobjektets position (6) utifrån uppmatt utifrån uppmatt position, estimera màlobjektets hastighet (6) utifrån uppmatt position, och, i det fall inmatning av målobjekt samt projektil störs, nyttja prediktering för att berakna projektilens estimerade position, projektilens estimerade hastighet, målobjektets estimerade position och màlobjektets estimerade hastighet, samt darefter berakna optimala brisadpunkter för projektil utifrån projektilens estimerade position, projektilens estimerade hastighet, målobjektets estimerade position samt màlobjektets estimerade hastighet (8), och kommunicera brisadpunkter för projektil till projektil (9). Metod för berakning av brisadpunkt för minst en projektil avfyrad mot ett màlobjekt enligt krav l kännetecknad av att màlobjektet ar ett luftmàl. .Metod för berakning av brisadpunkt för minst en projektil avfyrad mot ett målobjekt enligt något av krav l - 2 kännetecknad av att projektilen ar styrbar. .Metod för berakning av brisadpunkt för minst en projektil avfyrad mot ett målobjekt enligt krav 3 kännetecknad av att styrinformation till projektilen kommuniceras till projektilen utifrån projektilens estimerade position, hastighet, màlobjektets estimerade hastighet dar projektilens estimerade màlobjektets estimerade position samt styrinformationen innefattar styrkommandon för att styra projektilen mot målobjektet. .Datorprogram innefattande programkod som, nar programkoden exekveras på en dator, kännetecknas av att namnda dator utfor metoden enligt något av krav l - .Datorsystem innefattande en dator kännetecknad av att namnda dator exekverar datorprogram enligt krav .Vapensystem innefattande eldrorsvapen, eldledning samt sensorsystem for att mata position av màlobjekt och position av projektiler kännetecknad av att eldledningen innefattar ett datorsystem enligt krav .Vapensystem enligt krav 7 kännetecknad av att sensorsystemet innefattar minst en radar.