TWI458935B - 用來使拋射體程式化之裝置及方法 - Google Patents

Description

用來使拋射體程式化之裝置及方法

本發明係關於一種用於測量(例如)包含於一管狀武器之槍口上之一程式化器件上及/或內之電磁場之裝置，尤其係於用於一空中爆炸彈藥(ABM)之一程式化器件上具有一測量裝置(即，於一測量及程式化基礎上擁有一場測試器具)之裝置。該測量裝置可測量來自程式化線圈之場及/或信號，由此能檢驗與拋射體關聯之程式化線圈、程式化信號及時間之正確操作以及一拋射體本身之程式化。在特殊情況下，接著可將此等值列入該拋射體之程式化考量。

出於本描述內容之目的，術語「管狀武器」意指槍砲及火箭發射管兩者。術語「拋射體」意欲指可從一武器管發射或射擊之所有空中行進載體，換言之即彈道拋射體以及至少部分自行推進之拋射體。術語「彈道拋射體」意指在撞擊時爆炸之正常習知拋射體(諸如可加引信及/或程式化之拋射體)以及(例如)在飛行途中爆炸者。該等拋射體可係自旋穩定及/或尾翼穩定且可(例如)呈脫殼之形式之拋射體、於其中承載複數個子拋射體之主要拋射體或具有一芯體與外殼之練習用拋射體。

在一般砲術中，一拋射體之槍口速度一般被稱為V₀ 且亦被稱為V₀ 速度。因此，此係從一管狀武器發射或射擊之一拋射體在其從該武器管出現時相對於該武器管於其軌道上移動之速度。飛行期間、射擊距離及撞擊點位置尤其取決 於V₀ 速度。然而，槍口速度V₀ 之精確知識在可程式化拋射體之背景下尤其重要，這是因為一程式化指令傳輸至一拋射體以達成所需武器效應之時間取決於槍口速度V₀ 。槍口速度V₀ 亦取決於推進劑裝藥之重量及溫度。

若已知與武器、武器管及待射擊或發射之拋射體相關之所有相關資料則可藉由計算決定一理論槍口速度V₀ (理論)。然而，槍口速度V₀ 不同於理論上計算之槍口速度V₀ (理論)。另外，由於武器管磨損，速度V₀ 會減小。因此，實際槍口速度在各情況下較佳於射擊時測量以按待攻擊之目標需要校正武器管之方位角及仰角及/或以適當地程式化該拋射體或至少程式化隨後之拋射體。

一空中爆炸彈藥(ABM)屬於在飛行階段期間無需撞擊一目標物體或在一目標物體附近便可爆炸之一彈藥類型。為此目的，使用一適合機構以引燃此彈藥內之一爆炸炸藥並引起其爆炸。若十分精確地已知該ABM之槍口速度，則可經由指示意欲在離開該槍口後之一時間之後引燃爆炸炸藥而決定所欲達到之射程。由於ABM槍口速度的自然散佈，所以十分精確地決定槍口處之初始速度(V₀ )對於此類彈藥尤其重要。

已知各種用於測量實際V₀ 速度之裝置及方法。V₀ 速度之測量常常基於一大門原理。從EP 0 108 973 B1已知諸如此之一V₀ 測量。在此情況下，使用兩個線圈(其彼此以一已知距離隔開配置)，精確而言係在該武器管之出口截面之後，沿該拋射體之飛行方向看去。此等線圈及其間之距離 形成一測量基礎路徑。此等線圈通常相對於該武器管之縱向軸至少大致同心地配置，且其內徑略大於該武器管之口徑。該等線圈連接至電流源，由此導致各線圈之區域中之一磁場，且當該拋射體通過時可誘發一感應電壓。當一拋射體飛過該等線圈之區域時會干擾該磁場，且可誘發之電壓係根據該拋射體相對於該線圈之相對位置而變化。CH 691 143 A5涉及相同主題。

因此，若已決定該槍之槍口處之個別拋射體之V₀ 則在已計算適當爆炸時間之後，此值可經由一程式化單元(其位於沿該拋射體飛行路徑之下游處)程式化於該拋射體中，由此該拋射體可在所需點處藉由該爆炸炸藥爆炸。已知(例如)來自EP 0 802 390 A1、EP 0 802 392 A1及EP 0 802 391 A1之此一類系統。在此情況下，該拋射體穿過槍口之區域中之一測量路徑(該測量路徑係由一前一後配置之兩個線圈形成)並於此等線圈之各者中產生與時間有關之電壓信號。若已知該等線圈之間之距離，則可由此等信號判定拋射體速度。適當爆炸時間可於一計算單元中計算並經由一第三線圈程式化於該拋射體中。

為能以所需精度設定爆炸拋射體之定時引信，需要根據EP 0 467 055 A1之教示將來自程式化器件之傳輸線圈之至少12位元傳輸至該拋射體中之接收線圈。舉例而言，在1200 m/s之一槍口速度之情況下，該拋射體中之接收線圈在一相對短時間內經過附接至該武器管槍口之傳輸線圈，因此從該傳輸線圈至該接收線圈之資訊傳輸可使用僅僅一 較短時間。同時，必須選擇傳輸時間窗口，使得該拋射體在那時位於該傳輸線圈內。

本發明之目的係基於提供當射擊一射彈時可用於精確程式化之一裝置。

該目的係藉由專利技術方案1之特徵而達成。有利改良反映於隨附技術方案中。一方法係藉由專利技術方案9而具體化。

本發明係基於檢驗與拋射體關聯之程式化線圈、程式化信號及時間之正確操作以及一拋射體本身之程式化之理念。此可藉由偵測程式化線圈之場及/或信號而完成。接著可在程式化中考慮此資訊。此外，根據本發明之測量裝置亦能偵測來自管狀武器之其他組件之干擾場以及來自外部之作用於管狀武器之干擾場。此外，亦能檢驗來自(例如)行動電話、雷達、主動干擾器件及切換式干擾器之主動入射輻照。此等係在程式化期間現可考慮之另外影響。不可否認地，早已知可偵測一程式化線圈之場及信號之測試裝置，例如所謂〉基礎測試器具〈，但此等係限於實驗室環境，即，其無法測量一真實射彈情形及與其相關聯之可能校正。

為在一現有程式化器件之範圍內(例如，在一管狀武器之槍口區域中及較佳甚至在用於彈藥本身之程式化線圈上)實施該理念，提供獨立於該程式化線圈之一額外測量裝置，該額外測量裝置可偵測存在於該程式化線圈之區域 中之信號及(尤其)由該程式化線圈發射之信號且可將此等信號傳至一測量評估器件。該系統被設計為一純粹被動式系統。

在最簡單之情況下，此測量裝置可由圍繞該管狀武器之槍口開口之具有一或多匝之一線圈組成。該線圈係(例如經由一導線連接)功能性地連接至一根本已知信號接收及信號處理器件。

線圈較佳係經定位使得在一方面其不會覆蓋管狀槍口之暢通開口，而同時能十分良好地偵測以一低場強度從程式化線圈呈現/產生之場。為此目的，其必須定位於程式化線圈之金屬屏蔽外部。

線圈匝數可為一匝或更多匝。由於圈數影響線圈之反應時間，所以圈係基於待偵測之信號之側翼梯度而選擇。最快反應行為係利用一單一線圈繞組而達成。更好信號敏感度係利用複數個繞組而達成，在各情況下應根據信號強度及梯度選擇最好解決方案。該等繞組可以導線之形式處於一環繞結構中或者替代地且尤其較佳地可以一印刷電路板之形式實施(「印刷」)。

應提供一非導電材料用於環繞線圈之材料，例如，非導電塑料或環氧樹脂材料。同時，具有較低密度對於此材料而言係有利的，這因此意味著在槍口之區域中僅存在一較小額外質量，這是由於(如已知)槍口區域中之額外質量會影響管狀武器之動態及靜態行為。

測量裝置可經由一黏著接頭、一推動接頭或一表面上之 呈一印刷實施例形式之其他接頭附接至程式化線圈總成，可以許多方式考慮定位。

此尤其導致一良好信號評估能力之另外優點：位元樣式及可能中斷、信號強度、阻尼及單位元測試，即，是否已設定正確位元。此外，可測試時間窗口/程式化之時間點(在20微秒內)及可在實際射擊期間測試程式化基礎。亦可實行程式化基礎之一獨立功能及品質測試。此係用作故障(無法在意欲目標區域中爆炸)之一參考工具：>在程式化中或在炸藥中引起？<及在接受射擊期間之基礎特徵之文件。

提出一種包含於用於一拋射體(18)之程式化之一測量及程式化基礎上之測量裝置，其可偵測由一程式化線圈呈現/產生之場及/或信號。此等「經測量」值係於一評估器件中評估且接著亦可用於程式化該拋射體。因此，此不僅僅能決定如此之程式化線圈之操作方法而且可在電子方面可行時實施校正。

將參考一例示性實施例及一圖示更詳細地解釋本發明。

圖1顯示一支撐管20，其根據先前技術附接至一槍管之槍口13並由三個部分21、22、23組成。用於測量拋射體速度之環形線圈24、25配置於第一部分21與第二及/或第三部分22、23之間。固持於一線圈架26中之一傳輸線圈27附接至第三部分23(亦被稱為程式化部分)。導線28、29用來供電給該等環形線圈。軟鐵桿30配置於支撐管20之圓周上 用以屏蔽干擾測量之磁場。拋射體18具有經由一過濾器32及一計數器33連接至一定時引信34之一接收線圈31。當拋射體18通過兩個環形線圈24、25時，可在各環形線圈中先後短間隔地產生一脈衝。此等脈衝被饋送至一評估電路(圖中未繪示)，其中由該等脈衝之間之時間間隔及環形線圈24、25之間之距離a計算該拋射體速度。該拋射體速度係用以計算一爆炸時間(當拋射體18通過傳輸線圈27時其以一適合形式被感應地傳送至接收線圈31)以設定計數器33等等。

圖2描述根據本發明之裝置10之一第一實施例。在此情況下，此剖面圖表示管狀武器之槍口11，該管狀武器係由圍繞管中心軸2以一圓形形式延伸之一組件1形成。測量裝置10之至少一繞組5併入一非導電附接環4內。該附接環4較佳黏接至管狀武器槍口之末端表面並在此過程中使繞組5與管狀武器上之導電封閉蓋3隔絕。

圖3描述根據本發明之裝置10'之一第二實施例。在此情況下，此剖面圖表示管狀武器之槍口11，該管狀武器係由圍繞管中心軸2以一圓形形狀延伸之一組件1形成。測量裝置10之至少一繞組5併入一非導電附接環12內。該附接環12裝備有一放大區域以改良至該管狀武器上之組件1及封閉蓋3之黏性連接。

圖4描述根據本發明之裝置之一第三實施例。在此情況下，附接環14呈可被放置於該管狀武器之槍口11上之一蓋之形式。相比先前之實施例，此進一步改良該管狀武器上 之根據本發明之測量裝置5之機械保持狀況。

圖5描述根據本發明之裝置之一第四尤其較佳實施例。 在此情況下，提供呈一圓形線圈繞組形式之一導體跡線5'作為附接環15內之一印刷電路且電連接構件6從附接環15中分支出並可操作地連接至一評估器件16。

較佳包含於程式化線圈27之區域中之額外測量裝置10係用以偵測來自傳輸或程式化線圈27之發射信號並將其傳至評估器件16。該(該等)結果亦可接著被包含於拋射體18之程式化中(校正)。在任何情況下，可得出與程式化線圈27之操作方法相關之資訊。

顯然此原理亦可被用於測試測量線圈24、25，然而此處之設計複雜性毫無疑問大於用於測試程式化線圈27之設計複雜性。

1‧‧‧組件

2‧‧‧管中心軸

3‧‧‧封閉蓋

4‧‧‧附接環

5‧‧‧繞組

5'‧‧‧導體跡線

6‧‧‧電連接構件

10‧‧‧測量裝置

10'‧‧‧測量裝置

11‧‧‧評估器件/管狀武器之槍口

12‧‧‧附接環

13‧‧‧槍口

14‧‧‧附接環

15‧‧‧附接環

16‧‧‧評估器件

18‧‧‧拋射體

20‧‧‧支撐管

21‧‧‧第一部分

22‧‧‧第二部分

23‧‧‧第三部分

24‧‧‧環形線圈

25‧‧‧環形線圈

26‧‧‧線圈架

27‧‧‧程式化線圈/傳輸線圈

28‧‧‧線路

29‧‧‧線路

30‧‧‧軟鐵棒

31‧‧‧接收線圈

32‧‧‧過濾器

33‧‧‧計數器

34‧‧‧定時引信

圖1顯示根據先前技術之一測量及程式化器件之一縱向剖面圖；圖2顯示用來測量至少該程式化器件之線圈之場及/或信號之一測量裝置之一第一實施例之一剖面示意圖；圖3顯示一第二實施例之一剖面示意圖；圖4顯示一第三實施例之一剖面示意圖；及圖5顯示另一實施例之一剖面示意圖。

1‧‧‧組件

2‧‧‧管中心軸

3‧‧‧封閉蓋

4‧‧‧附接環

5‧‧‧繞組

10‧‧‧測量裝置

Claims (10)

1. 一種用來程式化具有至少一程式化線圈(27)之一程式化拋射體(18)之裝置，其特徵在於包含一測量裝置(10、10')，其偵測由程式化線圈(27)呈現/產生之場及/或信號並電連接至評估此等偵測值之一評估器件(16)。
2. 如請求項1之裝置，其中該等偵測值亦可作為用來程式化拋射體(18)之校正值。
3. 如請求項1或2之裝置，其中測量裝置(10)由圍繞該管狀武器之槍口開口(11)之具有一匝或多匝之一繞組(5)組成。
4. 如請求項1或2之裝置，其中如同呈一電路線圈繞組形式之一導體跡線(5')，測量裝置(10')呈一印刷電路之形式。
5. 如請求項1或2之裝置，其中測量裝置(10、10')較佳係經定位使得在一方面其不會覆蓋該管狀槍口之暢通開口。
6. 如請求項1或2之裝置，其中測量裝置(10)包含於較佳可黏接至該管狀武器槍口之末端表面之一附接環(4、12、14、15)中。
7. 如請求項6之裝置，其中該附接環(12)裝備有一放大區域。
8. 如請求項6之裝置，其中該附接環(14、15)呈一蓋之形式。
9. 一種用來程式化具有至少一程式化線圈(27)之一程式化拋射體(18)之方法，其特徵在於一測量裝置(10、10')偵 測由程式化線圈(27)呈現/產生之場及/或信號並接著於一評估器件(16)中對其進行評估。
10. 如請求項9之方法，其中該等值亦可作為用於程式化拋射體(18)之校正值。