EP0577017A1 - Gerät zum Testen des dynamischen Verhaltens von Rohrwaffen - Google Patents

Gerät zum Testen des dynamischen Verhaltens von Rohrwaffen Download PDF

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EP0577017A1
EP0577017A1 EP93110165A EP93110165A EP0577017A1 EP 0577017 A1 EP0577017 A1 EP 0577017A1 EP 93110165 A EP93110165 A EP 93110165A EP 93110165 A EP93110165 A EP 93110165A EP 0577017 A1 EP0577017 A1 EP 0577017A1
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video camera
barrel
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tube
image display
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Uwe Hansen
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Thales Nederland BV
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DEUTSCHE SYSTEM TECHNIK
DST Deutsche System-Technik GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G1/00—Sighting devices
    • F41G1/54—Devices for testing or checking ; Tools for adjustment of sights
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A31/00—Testing arrangements
    • F41A31/02—Testing arrangements for checking gun barrels

Definitions

  • the invention relates to a device for testing the dynamic behavior, in particular the accuracy, of barrel weapons.
  • a stationary device is already known with which the static behavior of guns or launch containers for missiles, in particular tube weapons, can be tested. This means in particular the test of the stabilization devices and the devices for weapon control.
  • the known stationary device is used in particular for the comparison of the stabilization and control devices of the gun mentioned with the radar and fire control device of the weapon system.
  • the video camera can preferably be attached to or in the barrel of the barrel weapon with the aid of an adapter such that the optical axis of the video camera coincides very precisely with the core axis of the barrel.
  • the image from the video camera is fed to the image display device in a known manner, for example with the aid of a corresponding cable, and is reproduced by the latter.
  • the image display device is designed as a portable device or a device that can be inserted into a conventional frame.
  • the image display device generates a crosshair or square of errors, which is superimposed on the image supplied by the video camera and displayed together with it.
  • the test device can also be used to test the dynamic behavior of twin guns.
  • it contains a further video camera, which can be attached to or in the barrel of a second barrel weapon in the same way as the first.
  • the images supplied by the two video cameras are superimposed on one another in the image display device and displayed together. If both tubes are aimed exactly at the same target, the image display device delivers a sharp image of the target.
  • a poorly aligned alignment of the two tubes can be recognized from the blurriness of the image and can be measured precisely using the calibrated crosshairs.
  • the stabilization device of a gun installed on a speedboat has to compensate for the movements of the ship's hull caused by the swell or by machine maneuvers.
  • the position of the gun barrel in the room is determined by means of a fire control device, which the gun barrel must assume in order to combat the target. Since the relative position of the target to the gun changes constantly with mobile weapon systems to combat moving targets, the gun has to be tracked continuously.
  • the fire control device provides guide values that take into account the ballistic properties of the projectiles and in particular the wind conditions.
  • the inner axis of the tube and the optical connecting line between the tube and the target have a certain angle to one another. Since the test device according to the invention works optically, it is only suitable for testing the accuracy of barrel weapons in which consideration is taken into account in the associated fire control device the so-called lead can be switched off. Without taking account of the lead, the core axis of the tube coincides with the optical connecting line between the tube and the target, ie the target can be seen when looking through the tube.
  • the video camera is attached in the barrel of the barrel weapon to be tested according to a preferred embodiment. This is done with the help of an adapter, whose outer diameter corresponds to the caliber of the pipe. Accordingly, different adapters are required for different calibers.
  • the video camera is a special version, the optical axis of which is precisely adjusted in relation to its housing.
  • the adapter is also manufactured with the greatest precision. This results in an exact alignment of the optical axis of the video camera with the core axis of the tube when the video camera is fastened in the tube.
  • the tube is precisely aligned with the target, the image of the target appears on the image display device exactly in the center of the image.
  • a crosshair or a square of errors is shown in the image to make it easier to identify any deviations. If all systems of the weapon system work correctly, a moving target remains and even when the weapon system is in full swing always exactly in the center of the picture or within the square of the error. Thus, by merely observing the image of the target represented by the image display device over a certain period of time, a statement can be made about the accuracy of the barrel weapon.
  • the image display device for example in the operations center.
  • the video camera can then, for example, be attached to the various guns of the ship one after the other in order to check their dynamic behavior.
  • the image transmission from the video camera to the image display device is preferably carried out via an existing video cable network to which the video camera can be connected in the vicinity of each gun.
  • the advantage of this test device is, in particular, that without any significant effort practically any time, for example after repairs after a long period of non-use or before target practice, a clear statement can be made about the accuracy of a barrel weapon.
  • ammunition can be saved, for example, by avoiding missed shots, as well as time and therefore costs if the useless approach to the shooting range is omitted from the outset.
  • the function of the barrel weapon can be demonstrated impressively, for example for training purposes.
  • FIG. 1 shows the front section of a cannon tube 1 and a video camera 10 with an adapter 4, the video camera being connected to a monitor 20 via a cable 30.
  • the cylindrical video camera 10 with a lens 12 is fixed in an essentially cylindrical adapter 4 with connecting means 5 on fastening webs 14 by screws 16 so that the axes of rotation 3 of the adapter and the camera coincide.
  • the adapter 4 is dimensioned such that its outer diameter corresponds to the caliber of the cannon tube 1, that is to say it is only very slightly smaller than the inner diameter of the cannon tube 1, so that when the adapter 4 is inserted into the tube 1, its axes of rotation 3 also coincide.
  • An edge flange 7 of the adapter 4 also serves as a stop and handle. About other connecting means such.
  • B. Clamping screws (not shown) the adapter 4 can be fastened in the gun barrel 1. This arrangement ensures that the axis of rotation 3 of the lens arrangement 12 is aligned with the axis of rotation or core 3 of the gun barrel.
  • optical signals which are converted into electrical impulses by a semiconductor image sensor (not shown) located behind the lens arrangement 12, are conducted via line 30 to a monitor 20.
  • the image of the target is displayed on the monitor 20 together with a crosshair 22 useful for setting and measuring work. If the gun barrel 1 is aimed precisely at the target, then the image of the target appears on the monitor 20 exactly in the middle of the cross hair 22.

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Abstract

Es wird ein Gerät zum Testen des dynamischen Verhaltens, insbesondere der Richtgenauigkeit, von Rohrwaffen angegeben, welches eine Video-Kamera (10) und eine tragbare oder in ein Gestell einsetzbare Bildwiedereingabeeinrichtung (20) zur Wiedergabe des von der Video-Kamera gelieferten Bildes enthält. Die Video-Kamera ist am oder im Rohr (1) einer Rohrwaffe derart befestigt, daß die optische Achse (3) der Video-Kamera sehr genau mit der Seelenachse (3) des Rohres (1) übereinstimmt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Testen des dynamischen Verhaltens, insbesondere der Richtgenauigkeit, von Rohrwaffen.
  • Es ist bereits eine stationäre Einrichtung bekannt, mit der das statische Verhalten von Geschützen oder Startbehältern für Flugkörper, insbesondere Rohrwaffen, getestet werden kann. Darunter ist insbesondere der Test der Stabilisierungseinrichtungen und der Einrichtungen zur Waffensteuerung zu verstehen. Die bekannte stationäre Einrichtung wird insbesondere auch für den Abgleich der genannten Stabilisierungs- und Steuerungseinrichtungen des Geschützes mit der Radar- und Feuerleiteinrichtung des Waffensystemes eingesetzt.
  • Ein derartiger Abgleich ist insbesondere nach der Installation oder Reparatur eines Geschützes notwendig.
  • Mit der bekannten stationären Einrichtung ist es jedoch nicht möglich, ein auf einem Waffensystem, wie beispielsweise einem Schiff oder Panzer, installiertes Geschütz unter Einsatzbedingungen insbesondere hinsichtlich seiner Richtgenauigkeit zu testen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Gerät zum Testen des dynamischen Verhaltens, insbesondere der Richtgenauigkeit, von Rohrwaffen unter Einsatzbedingungen anzugeben.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß Anspruch 1 mit einer Video-Kamera und einer Bildwiedergabeeinrichtung. Die Video-Kamera ist vorzugsweise mit Hilfe eines Adapters am oder im Rohr der Rohrwaffe derart befestigbar, daß die optische Achse der Video-Kamera sehr genau mit der Seelenachse des Rohres zusammenfällt. Das Bild der Video-Kamera wird auf bekannte Weise, beispielsweise mit Hilfe eines entsprechenden Kabels, der Bildwiedergabeeinrichtung zugeführt und von dieser wiedergegeben. Die Bildwiedergabeeinrichtung ist als tragbares oder in ein übliches Gestell einsetzbares Gerät ausgeführt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung generiert die Bildwiedergabeeinrichtung ein Fadenkreuz oder Fehlerquadrat, das in das von der Video-Kamera gelieferte Bild eingeblendet und zusammen mit diesem wiedergegeben wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das Testgerät auch zum Testen des dynamischen Verhaltens von Zwillingsgeschützen einsetzbar. Dazu enthält es eine weitere Video-Kamera, die in gleicher Weise wie die erste am oder im Rohr einer zweiten Rohrwaffe befestigbar ist. Die von den beiden Video-Kameras gelieferten Bilder werden in der Bildwiedergabeeinrichtung einander überlagert und gemeinsam wiedergegeben. Sofern beide Rohre genau auf dasselbe Ziel ausgerichtet sind, liefert die Bildwiedergabeeinrichtung ein scharfes Bild des Ziels. Eine nicht hinreichend übereinstimmende Ausrichtung der beiden Rohre ist an der Unschärfe des Bildes zu erkennen und anhand der geeichten Fadenkreuze exakt auszumessen.
  • An die Stabilisierungs- und Steuerungseinrichtungen eines auf einem mobilen Waffensystem installierten Geschützes werden unter Einsatzbedingungen extreme Anforderungen gestellt. Beispielsweise muß die Stabilisierungseinrichtung eines auf einem Schnellboot installierten Geschützes die Bewegungen des Schiffrumpfes ausgleichen, die dieser infolge des Seeganges oder aufgrund von Maschinenmanövern durchführt. Entsprechendes gilt für beispielsweise auf Panzern montierte Geschütze, deren Stabilisierungsanlage auch harte, durch Bodenunebenheiten ausgelöste Stöße ausgleichen muß. In beiden Fällen sorgt die Stabilisierungsanlage dafür, daß die Lage des Geschützrohres im Raum unverändert bleibt.
  • Wird nun beispielsweise von der Radaranlage des Waffensystemes ein Ziel lokalisiert, so wird mittels einer Feuerleiteinrichtung die Lage des Geschützrohres im Raum ermittelt, die dieses zur Bekämpfung des Ziels einnehmen muß. Da bei mobilen Waffensystemen zur Bekämpfung beweglicher Ziele sich die relative Position des Ziels zum Geschütz laufend ändert, muß das Geschütz laufend nachgeführt werden.
  • Üblicherweise liefert die Feuerleiteinrichtung Richtwerte, die die ballistischen Eigenschaften der Projektile sowie insbesondere die Windverhältnisse berücksichtigen. Dies hat zur Folge, daß die Seelenachse des Rohres und die optische Verbindungslinie zwischen Rohr und Ziel einen bestimmten Winkel zueinander aufweisen. Da das erfindungsgemäße Testgerät auf optischem Wege arbeitet, ist es nur zum Testen der Richtgenauigkeit von solchen Rohrwaffen geeignet, bei denen in der zugehörigen Feuerleiteinrichtung die Berücksichtigung des sogenannten Vorhaltes abgeschaltet werden kann. Ohne Berücksichtigung des Vorhaltes fällt nämlich die Seelenachse des Rohres mit der optischen Verbindungslinie zwischen Rohr und Ziel zusammen, d.h. beim Blick durch das Rohr ist das Ziel erkennbar.
  • Zum Testen der Richtgenauigkeit einer Rohrwaffe wird gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Video-Kamera im Rohr der zu testenden Rohrwaffe befestigt. Dies geschieht mit Hilfe eines Adapters, dessen Außendurchmesser dem Kaliber des Rohres entspricht. Für unterschiedliche Kaliber sind demzufolge entsprechend verschiedene Adapter notwendig. Bei der Video-Kamera handelt es sich um eine Spezialausführung, deren optische Achse präzise gegenüber ihrem Gehäuse justiert ist. Auch der Adapter ist mit größter Präzision gefertigt. Dadurch wird eine genaue Ausrichtung der optischen Achse der Video-Kamera mit der Seelenachse des Rohres bei der Befestigung der Video-Kamera im Rohr erzielt.
  • Ist das Rohr genau aufs Ziel ausgerichtet, so erscheint das Bild des Ziels auf der Bildwiedergabeeinrichtung genau in Bildmitte. Zur besseren Erkennbarkeit etwaiger Abweichungen ist in das Bild ein Fadenkreuz oder ein Fehlerquadrat eingeblendet. Wenn alle Systeme des Waffensystems korrekt arbeiten, bleibt auch ein bewegtes Ziel und auch bei voller Fahrt des Waffensystems immer genau in Bildmitte bzw. innerhalb des Fehlerquadrats. Somit läßt sich durch bloßes Beobachten des durch die Bildanzeigeeinrichtung dargestellten Bildes des Ziels über einen gewissen Zeitraum hinweg eine Aussage über die Richtgenauigkeit der Rohrwaffe machen.
  • Insbesondere beim Einsatz des Testgeräts auf Schiffen ist es vorteilhaft die Bildanzeigeeinrichtung beispielsweise in der Operationszentrale zu installieren. Die Video-Kamera kann dann beispielsweise nacheinander an den diversen Geschützen des Schiffes angebracht werden, um deren dynamisches Verhalten zu überprüfen. Die Bildübertragung von der Video-Kamera zur Bildanzeigeeinrichtung erfolgt vorzugsweise über ein sowieso vorhandenes Videokabelnetz, an das die Video-Kamera in der Nähe eines jeden Geschützes anschließbar ist.
  • Der Vorteil dieses Testgeräts besteht insbesondere darin, daß ohne nennenswerten Aufwand praktisch jederzeit, beispielsweise bei Instandsetzungen nach längerer Nichtbenutzung oder vor Schießübungen, eine eindeutige Aussage über die Richtgenauigkeit einer Rohrwaffe gemacht werden kann. Dadurch läßt sich beispielsweise Munition durch Vermeidung von Fehlschüssen einsparen, sowie Zeit und damit Kosten, wenn gegebenenfalls von vornherein die unnütze Anfahrt ins Schießgebiet entfällt. Ferner läßt sich, beispielsweise zu Ausbildungszwecken, die Funktion Rohrwaffe eindrucksvoll demonstrieren.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine perspektivische und schematische Darstellung eines Testgerätes.
  • In der Fig. 1 ist der vorderer Abschnitt eines Kanonenrohres 1 sowie eine Videokamera 10 mit einem Adapter 4 dargestellt, wobei die Videokamera mit einem Monitor 20 über ein Kabel 30 verbunden ist.
  • Die zylindrische Videokamera 10 mit einer Linse 12 wird in einem im wesentlichen zylindrischen Adapter 4 mit Verbindungsmitteln 5 an Befestigungsstegen 14 durch Schrauben 16 so fixiert, daß die Rotationsachsen 3 des Adapters und der Kamera zusammenfallen. Der Adapter 4 ist so bemessen, daß sein Außendurchmesser dem Kaliber des Kanonenrohres 1 entspricht, also nur sehr geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Kanonenrohres 1 ist, so daß beim Einführen des Adapters 4 in das Rohr 1 auch ihre Rotationsachsen 3 zusammenfallen. Ein Randflansch 7 des Adapters 4 dient gleichermaßen als Anschlag- und Handgriff. Über weitere Verbindungsmittel, wie z. B. Klemmschrauben (nicht eingezeichnet) ist der Adapter 4 im Kanonenrohr 1 befestigbar. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Rotationsachse 3 der Linsenanordnung 12 mit der Rotations- oder Seelenachse 3 des Kanonenrohres fluchtet.
  • An der Vorderseite der Videokamera 10 werden optische Signale, welche die durch einen sich hinter der Linsenanordnung 12 befindlichen Halbleiterbildaufnehmer (nicht eingezeichnet) in elektrische Impulse umgeformt werden, über die Leitung 30 zu einem Monitor 20 geleitet. Auf dem Monitor 20 wird das Bild des Zieles zusammen mit einem für Einstell- und Meßarbeiten nützlichen Fadenkreuz 22 dargestellt. Ist das Kanonenrohr 1 genau auf das Ziel gerichtet, so erscheint dann das Bild des Ziels auf dem Monitor 20 genau in der Mitte des Fadenkreuzes 22.

Claims (5)

  1. Gerät zum Testen des dynamischen Verhaltens, insbesondere der Richtgenauigkeit, von Rohrwaffen, mit einer Video-Kamera (10) und einer tragbaren oder in ein Gestell einsetzbaren Bildwiedergabeeinrichtung (20) zur Wiedergabe des von der Video-Kamera (10) gelieferten Bildes, wobei die Video-Kamera (10) am oder im Rohr (1) einer Rohrwaffe derart befestigbar ist, daß die optische Achse (3) der Video-Kamera (10) sehr genau mit der Seelenachse (3) des Rohres (1) übereinstimmt.
  2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildwiedergabeeinrichtung (20) das von der Video-Kamera (10) gelieferte Bild zusammen mit einem eingeblendeten Fadenkreuz (22) oder Fehlerquadrat wiedergibt.
  3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Video-Kamera (10) mittels eines Adapters (4) am Rohr (1) befestigbar ist.
  4. Gerät nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Video-Kamera (10) mittels eines in das Rohr (1) passend einführbaren Adapters (4) befestigbar ist.
  5. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine weitere Video-Kamera (10) enthält, die am oder im Rohr (1) einer zweiten Rohrwaffe derart befestigbar ist, daß die optische Achse (3) der zweiten Video-Kamera (10) sehr genau mit der Seelenachse (3) des zweiten Rohres (1) übereinstimmt, und daß die Bildwiedergabeeinrichtung (20) die von den beiden Video-Kameras (10) gelieferten Bilder einander überlagert wiedergibt.
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