DK2699871T3 - Indretning og fremgangsmåde til programmering af et projektil - Google Patents

Description

Beskrivelse

Opfindelsen beskæftiger sig med en indretning til måling af elektromagnetiske felter på og/eller inde i en programmeringsindretning, der er integreret ved mundingen af et rørvåben, især omfattende en måleindretning på en programmeringsindretning til Air Burst Munition (ABM), altså omfattende et felttestapparat i en måle- og programmeringsbasis. Med måleindretningen kan der måles felter hhv. signaler fra programmeringsspolen, hvorved den korrekte funktion af programmeringsspolen, programmeringssignalet samt den tidsmæssige korrelation med projektilet og også selve programmeringen af et projektil kan kontrolleres. I særlige tilfælde kan der derefter tages højde for disse værdier ved programmeringen af projektilet.

Ved begrebet rørvåben skal i forbindelse med den foreliggende beskrivelse forstås både kanoner og raketaffyringsrør. Ved begrebet projektil skal forstås alle missiler, der kan affyres fra et våbenrør, altså ballistiske projektiler og projektiler med mindst delvis selvdrift. Som ballistiske projektiler forstås sædvanlige traditionelle projektiler, der detonerer ved kollision, såsom også tidsindstillelige hhv. programmerbare projektiler, der for eksempel detonerer under flyvning. Projektilerne kan være spin- og/eller pilstabiliseret, de kan eksempelvis være udformet som drivspejlprojektiler, som primærprojektiler, der fører flere sekundærprojektiler med sig, eller som øvelsesprojektiler med kerne og kappe.

Et projektils mundingshastighed betegnes inden for artilleri sædvanligvis med V0 og også V0-hastighed. Det drejer sig i denne forbindelse om den hastighed, hvormed et af et rørvåben affyret projektil bevæger sig ved afgang fra våbenrøret på sin skudbane i forhold til våbenrøret. Blandt andet flyvetiden, skudafstanden og træfpunktspositionen er afhængig af V0-hastigheden. Et nøjagtigt kendskab til mundingshastigheden V0 er imidlertid især vigtigt i forbindelse med programmerbare projektiler, da tidspunktet for overføring af en programmeringskode til et projektil med henblik på opnåelse af den ønskede våbeneffekt afhænger af mundingshastigheden V0. Mundingshastigheden V0 afhænger også af drivladningens vægt og temperatur.

En teoretisk mundingshastighed V0(teor.) kan beregnes aritmetisk, når alle relevante data, der vedrører våbenet hhv. våbenrøret og projektilet, der skal affyres, er kendt. Mundingshastigheden V0 afviger imidlertid fra den teoretisk beregnede mundingshastighed V0(teor.). V0-hastigheden reduceres også som følge af slid af våbenrøret. Der måles følgelig fortrinsvis ved skydningen i hvert enkelt tilfælde den faktiske mundingshastighed for med henblik på målet, der skal bekæmpes, evt. at korrigere azimut og elevation af våbenrøret og/eller for at gennemføre programmeringen af projektilet eller i det mindste de efterfølgende projektiler på passende måde.

Air Burst Munition (ABM) er en ammunitionstype, der opløses i flyvefasen, uden at et anslag mod et målobjekt hhv. en tilnærmelse til et målobjekt vil være nødvendig. Til dette antændes ved hjælp af en egnet mekanisme en opløsningsladning inde i denne ammunition og bringes til eksplosion. Er mundingshastigheden af ABM’en tilstrækkeligt nøjagtigt kendt, kan den ønskede afstand bestemmes via en angivelse af en tid, efter hvilken opløsningsladningen skal antænde efter at have forladt mundingen. På grund af den naturlige spredning af mundingshastighederne for ABM er det for denne ammunitionstype af særlig betydning at bestemme afgangshastigheden ved mundingen (V0) med tilstrækkelig nøjagtighed.

Til måling af den faktiske V0-hastighed kendes forskellige indretninger og fremgangsmåder. Hyppigt er målingen af V0-hastigheden baseret på et skrankeprincip. En sådan V0-måling kendes fra EP 0 108 973 B1. Her benyttes to spoler, der er placeret i en kendt gensidig afstand, nemlig set i projektilets flyveretning efter våbenrørets afgangstværsnit. Disse spoler hhv. deres gensidige afstand danner en målebasisstrækning. Spolerne er generelt placeret i det mindste tilnærmelsesvis koncentrisk i forhold til våbenrørets længdeakse, og deres indvendige di ameter er noget større end våben rørets kaliber. Spolerne ligger ved strømkilder, således at der i området af hver spole opstår et magnetfelt, og en induceret spænding kan udtages ved projektilets passage. Mens et projektil flyver gennem spolernes område, forstyrres magnetfeltet, og den spænding, der kan udtages, ændrer sig som en funktion af projektilets relativposition i forhold til spolen. CH 691 143 A5 omfatter samme tematik.

Hvis altså det enkelte projektils V0 bestemmes ved mundingen af kanonen, så kan denne værdi efter beregning af den passende opløsningstid indprogrammeres i projektilet via en i forhold til projektilflyvebanen nedstrøms placeret programmeringsenhed, hvorpå projektilet opløses på det ønskede sted ved hjælp af opløsningsladningen. Et sådant system kendes eksempelvis fra EP 0 802 390 A1, EP 0 802 392 A1 og EP 0 802 391 A1. I den forbindelse passerer projektilet i området af mundingen en målestrækning, der dannes af to efter hinanden placerede spoler, og frembringer i hver især af disse et tidsafhængigt spændingssignal. Ved en kendt spoleafstand kan projektilhastigheden bestemmes ud fra disse signaler. I en computerenhed beregnes den passende opløsningstid og indprogrammeres i projektilet via en tredje spole. EP 0 467 055 A1 beskriver en indretning og en fremgangsmåde til programmering af et programmerbart projektil i mundingsområdet af et rørvåben med mindst en programmeringsspole. US 4 686 885A og DE 36 37 093 C1 beskriver kontrol af en programmering i forbindelse med indretninger og fremgangsmåder til induktiv programmering af projektiler. I den forbindelse er der tale om returnering af de modtagne programmeringsdata ved hjælp af projektilet til programmeringsindretningen, der modtager og evaluerer dataene ved hjælp af en separat modtager (US 4 686 885 A) eller ved hjælp af sendespolen (DE 36 37 093 C1).

For at kunne indstille intervaltænderen til opløsning af projektilet med den øn- skede nøjagtighed er det ifølge læren fra EP O 467 055 A1 nødvendigt at overføre mindst 12 bit fra programmeringsindretningens sendespole til projektilets modtagespole. Ved en mundingshastighed på eksempelvis over 1200 m/sek sker passagen af projektilets modtagespole gennem den på våbenrørmundingen fastgjorte sendespole på relativt kort tid, således at der kun står lidt tid til rådighed til overføring af informationen fra sendespolen til modtagespolen. Samtidig skal tidsvinduet for overføringen vælges således, at projektilet i den forbindelse befinder sig inde i sendespolen.

Det er formålet med opfindelsen at tilvejebringe en indretning, med hvis hjælp der kan ske en nøjagtig programmering under en skudafgivelse.

Formålet opfyldes med de kendetegnende dele af krav 1. Fordelagtige udformninger genspejles i underkravene. En fremgangsmåde angives med de kendetegnende dele af krav 9.

Til grund for opfindelsen ligger den ide selv at kontrollere programmeringsspolens korrekte funktion, programmeringssignalet samt den tidsmæssige korrelation med projektilet og også programmeringen af et projektil. Det kan ske ved registrering af programmeringsspolens felter hhv. signaler. Denne information kan der derefter tages højde for ved programmeringen. Med måleindretningen ifølge opfindelsen kan der desuden også detekteres interfererende felter fra andre komponenter af rørvåbenet samt interfererende felter, der udefra indvirker på rørvåbenet. Desuden er det muligt at kontrollere aktive indstrålinger fra f.eks. Natel, radar, aktive interferensindretninger samt omkoblingsjammere. Det er andre påvirkninger, der nu kan tages højde for ved en programmering. Ganske vist er testindretninger, der kan registrere en programspoles felter hhv. signaler, f.eks. allerede kendt under begrebet >basistestapparat<, men disse er begrænset til laboratorieomgivelser, dvs. med dem opnås der ingen måling af situationen af et reelt skud og den dermed forbundne mulige korrektion.

Til at omsætte ideen er der i området af en eksisterende programmeringsindretning, i området af et rørvåbens munding og fortrinsvis endda på programmeringsspolen til selve ammunitionen, tilvejebragt en yderligere måleindretning, der er uafhængig af programmeringsspolen, og som kan detektere de i området af programmeringsspolen eksisterende, og især de af programmeringsspolen emit-terede, signaler og overføre dem til en måleevalueringsindretning. Systemet er udformet som rent passivt system.

Denne måleindretning kan i det mest simple tilfælde bestå af en spole med en eller flere vindinger rundt om rørvåbenets mundingsåbning. Spolen er forbundet med en principielt kendt signalmodtage- og signalbehandlingsindretning, f.eks. ved hjælp af en kabelforbindelse.

Spolen er fortrinsvis placeret således, at den på den ene side ikke dækker den fri åbning af rørmundingen, men samtidig stadig tilstrækkeligt godt kan detektere de fra programmeringsspolen med lav feltstyrke udstrømmende/udspringende felter. Til dette skal den være positioneret uden for programmeringsspolens metalliske afskærmning.

Antallet af spolevindinger kan andrage en eller flere. Da antallet af vindingerne påvirker spolens responstid, skal der foretages en udvælgelse af vindingerne ved hjælp af flankestejlheden af signalet, der skal detekteres. Det hurtigste responsforhold opnås ved en enkelt spolevikling. Bedre signalsensitiviteter fremkommer ved flere viklinger - her skal der i hvert enkelt tilfælde vælges den bedste løsning afhængigt af signalstyrke og stejlhed. Viklingerne kan enten være udført som kabel i en omgivende struktur. Alternativ og særligt foretrukket er en realisering som trykt printplade ("Print”).

Til spolens indfatningsmateriale skal der tilvejebringes et elektrisk ikke-ledende materiale, f.eks. ikke-ledende kunststoffer eller epoxymaterialer. Samtidig er det fordelagtigt, hvis dette materiale er af lav massefylde og dermed kun betyder en lille yderligere masse i området af mundingen, da yderligere masser i mundingsområdet som bekendt påvirker rørvåbenets dynamiske og statiske opførsel.

Fastgørelsen af måleindretningen på programmeringsspolens komponent kan ske via en klæbeforbindelse, en presforbindelse eller også som trykt udførelse på en overflade. Udførelsen af positioneringen er mulig i mange varianter.

Det resulterer dermed blandt andet i de yderligere fordele ved en god signalevalueringsevne: bit-mønstre og eventuelle afbrydelser, signalstyrke, dæmpninger, og ved en bittest, dvs. om der blev indstillet rigtige bits. Desuden bliver test af tidsvinduet / tidspunkt for programmeringen (inden for 20 mu see) og kontrol af programmeringsbasen i realskud mulig. Der kan også foretages en uafhængig funktions- og kvalitetstest af programmeringsbasen. Den tjener som arbitrærværktøj for lopm (ikke-opløsning i det planlagte målområde) (tysk: Nivz (nicht-Zerlegung im vorgesehenen Zielgebiet)) : > årsag ved programmeringsspole eller ved ammunition?< og dokumentation af basisegenskaberne ved godkendelsesaffyring.

Der foreslås en måleindretning, der er integreret på en måle- og programmeringsbasis til programmering af et projektil (13), og som kan detektere de i det mindste fra en programmeringsspole udstrømmende/udspringende felter og/eller signaler. I en evalueringsindretning evalueres disse ’’detekterede” værdier og kan derefter også stilles til rådighed for programmeringen af projektilet. Dermed er ikke kun beslutninger om programmeringsspolens arbejdsmåde mulige som sådanne, der kan også foretages korrektioner, når dette er muligt elektronisk.

Ved hjælp af et udførelseseksempel med tegning skal opfindelsen forklares nærmere. Her viser: fig. 1 et længdesnit gennem en måle- og programmeringsindretning ifølge teknikkens stade, fig. 2 en snitafbildning af en første udførelsesform for en måleindretning til måling af feltet hhv. signalerne fra i det mindste programmeringsindretningens spole, fig. 3 en snitafbildning af en anden udførelsesform, fig. 4 en snitafbildning af en tredje udførelsesform, fig. 5 en snitafbildning af en yderligere udførelsesform.

Fig. 1 viser et ifølge teknikkens stade på mundingen af et kanonrør 13 fastgjort bærerrør 20, der består af tre dele 21, 22, 23. Mellem den første del 21 og den anden hhv. tredje del 22, 23 er der placeret ringspoler 24, 25 til måling af projektilhastigheden. På den tredje del 23 - også kaldet programmeringsdelen - er der fastgjort en sendespole 27, der holdes i et spolelegeme 26. Til fødning af ringspolerne er der tilvejebragt ledninger 28, 29. På bærerrørets 20 omkreds er der med henblik på afskærmning af magnetfelder, der forstyrrer målingen, placeret stænger 30 af blødt jern. Projektilet 18 udviser en modtagespole 31, der via et filter 32 og en tæller 33 er forbundet med en intervaltænder 34. Ved projektilets 18 passage gennem de to ringspoler 24, 25 frembringes der kort efter hinanden i hver ringspole en impuls. Disse impulser tilføres et evalueringskredsløb (ikke vist), i hvilket projektilhastigheden udregnes ud fra den tidsmæssige afstand mellem impulserne og en afstand a mellem ringspolerne 24, 25. Under hensyntagen til projektilhastigheden udregnes en opløsningstid, der i egnet form overføres induktivt til modtagespolen 31 ved projektilets 18 passage gennem sendespolen 27 med det formål at indstille tælleren 32 etc.

Fig. 2 beskriver indretningen 10 ifølge opfindelsen i en første udførelsesform. I den forbindelse viser denne snittegning rørvåbenets munding 11, der dannes af en komponent 1, der strækker sig cirkulært om rørmidteraksen 2. Inde i en elektrisk ikke-ledende fastgørelsesring 4 er der indarbejdet mindst en vikling 5 af måleindretningen 10. Ringen 4 påklæbes fortrinsvis på rørvåbenmundingens forreste flade og isolerer derved viklingen 5 mod den elektrisk ledende lukkekappe 3 på rørvåbenet.

Fig. 3 beskriver indretningen 10 ifølge opfindelsen i en anden udførelsesform. I den forbindelse viser denne snittegning rørvåbenets munding 11, der dannes af den komponent 1, der strækker sig cirkulært om rørmidteraksen 2. Inde i en elektrisk ikke-ledende fastgørelsesring 12 er der indarbejdet mindst en vikling 5 af måleindretningen 10. Ringen 12 er udstyret med en forstørret overflade for at forbedre klæbeforbindelsen med komponent 1 og lukkekappe 3 på rørvåbenet.

Fig. 4 beskriver indretningen ifølge opfindelsen i en tredje udførelsesform. I denne forbindelse er fastgørelsesringen 14 udformet som kappe, der kan krænges over rørvåbenets munding 10. Derved forbedres den mekaniske fastholdelse af måleindretningen 5 ifølge opfindelsen på rørvåbenet yderligere i forhold til de foregående udførelsesformer.

Fig. 5 beskriver indretningen ifølge opfindelsen i en fjerde, særligt foretrukket udførelsesform. I denne forbindelse er der inde i fastgørelsesringen 15 udført en lederbane 5’ i form af en cirkulær spolevikling som trykt kredsløb, hvorved elektriske forbindelsesorganer 6 føres ud af fastgørelsesringen 15 og bringes i funktionsmæssig forbindelse med en evalueringsindretning 16.

Ved hjælp af den yderligere måleindretning 10, der fortrinsvis er integreret i området af programmeringsspolen 27, detekteres de emitterede signaler fra sende-hhv. programmeringsspolen 27 og gives til evalueringsindretningen 16. Resulta-tet/resultaterne kan derefter også indgå i programmeringen af projektilet 13 (korrektion). I hvert fald kan der afledes informationer om programmeringsspolens 27 funktionsmåde.

Det er indlysende, at dette princip også kan finde anvendelse til kontrol af målespolerne 24, 25, selvom den konstruktionsmæssige indsats her sikkert er større end til kontrol af programmeringsspolen 27.

Claims (10)

1. Indretning til programmering af et programmerbart projektil (13) i et rørvåbens mundingsområde med mindst en programmeringsspole (27), kendetegnet ved, at der er integreret en måleindretning (10, 10’), der detekterer de fra programmeringsspolen (27) udstrømmende/udspringende felter og/eller signaler og er elektrisk forbundet med en evalueringsindretning (11), der evaluerer disse detekterede værdier.

2. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de detekterede værdier også kan stilles til rådighed for programmeringen af projektilet (13) som korrektionsværdier.

3. Indretning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at måleindretningen (10) består af en spole (5) med en eller flere vindinger rundt om rørvåbenets mundingsåbning (11).

4. Indretning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at måleindretningen (10’) er udført som en lederbane (5’) i form af en cirkulær spolevikling som trykt kredsløb.

5. Indretning ifølge et af kravene 1 til 4, kendetegnet ved, at måleindretningen (10, 10’) fortrinsvis er placeret således, at den på den ene side ikke dækker den fri åbning af rørmundingen.

6. Indretning ifølge et af kravene 1 til 5, kendetegnet ved, at måleindretningen (10) er integreret i en fastgørelsesring (4, 12, 14, 15), der fortrinsvis kan på-klæbes på rørvåbenmundingens forreste flade.

7. Indretning ifølge krav 6, kendetegnet ved, at fastgørelsesringen (12) er udstyret med en forstørret overflade.

8. Indretning ifølge krav 6, kendetegnet ved, at fastgørelsesringen (14, 15) er udformet som kappe.

9.

Fremgangsmåde til programmering af et programmerbart projektil (13) i et rørvåbens mundingsområde med mindst en programmeringsspole (27), kendetegnet ved, at en måleindretning (10, 10’) detekterer de fra programmeringsspolen (27) udstrømmende/udspringende felter og/eller signaler, som derefter evalueres i en evalueringsindretning (11).