ES2277978T3 - Procedimiento de temporizacion de una unidad de municion y unidad de municion temporizable. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de temporización de una unidad de munición (3) con los pasos siguientes: - digitalización del tiempo de temporización por medio de modulación, - transmisión de los datos de temporización codificados a la unidad de munición (3), - desmodulación de los datos de temporización en una etapa de desmodulación (30) de la unidad de munición (3) y retransmisión de los datos de temporización a un microprocesador (32) para su procesamiento adicional interno en cooperación con un oscilador (33) en la unidad de munición (3), caracterizado porque el procedimiento incluye el establecimiento de un byte de arranque y un byte de parada.
Description
Procedimiento de temporización de una unidad de
munición y unidad de munición temporizable.
La invención concierne a un procedimiento de
temporización de una unidad de munición según el preámbulo de la
reivindicación 1 y a una unidad de munición temporizable.
Para identificar la munición de una unidad de
munición se archivan directamente datos específicos de la
munición, entre otros la clase de munición, el número de lote, la
fecha de fabricación, etc., en una memoria de datos situada en la
unidad de munición (chip de datos de la munición). Estos datos son
leídos automáticamente cuando se introduce la unidad de munición
en una recámara de un sistema de arma. La lectura se efectúa
frecuentemente por medio de un ordenador de dirección de tiro del
sistema de arma. Este genera entonces, teniendo en cuenta datos
específicos de la munición y datos específicos del objetivo,
señales de puntería para la instalación de puntería del arma, así
como señales de mando para activar una espoleta de proyectil
eléctricamente programable dispuesta en el respectivo cartucho o
unidad de munición.
El documento DE 40 08 253 C2 se ocupa de un
dispositivo de temporización de una espoleta de proyectil que está
constituido por una disposición de bobina.
El documento US 4,577,561 revela un
procedimiento y un dispositivo para la programación digital de
espoletas.
Se conoce por este documento una electrónica de
temporización constituida por un desmodulador y un
microprocesador.
Con el documento US 5,894,102 se presenta un
procedimiento de autocorrección de un oscilador de tiempo situado
en un proyectil. La transmisión de datos se efectúa después del
paso del proyectil por un freno de la boca de un arma y en forma
digital. La corrección se basa en una velocidad del proyectil
medida en la boca del arma.
Se conoce por el documento DE 197 16 227 C2 un
sistema de arma con una unidad de munición que contiene un
microcontrolador, cuyo sistema prescinde de un ordenador de
dirección de tiro como tal y éste es sustituido por la cooperación
de sistemas en el sistema de arma controlado en munición y en
instrumentos.
Se conoce por el documento DE 198 27 378 Al un
sistema de arma con una instalación de dirección de tiro y una
unidad de munición del género expuesto que puede ser disparada
desde un arma. Para efectuar una verificación continua de la unión
eléctrica entre el ordenador de dirección de tiro y los grupos
constructivos activables en la respectiva unidad de munición tiene
lugar una transmisión bidireccional de datos a través de las dos
líneas necesarias para el suministro de tensión y de corriente a
los dispositivos electrónicos del circuito de la respectiva unidad
de munición. La transmisión de datos de la instalación de dirección
de tiro al dispositivo electrónico de conmutación en la unidad de
munición se efectúa por medio de modulación de las señales de la
tensión de alimentación. La notificación a la instalación de
dirección de tiro se materializa por medio de modulación de las
señales de la corriente de funcionamiento. A este fin, está
intercalado un transductor entre la instalación de dirección de tiro
y el dispositivo de conmutación electrónico. Los datos de
temporización para ajustar la espoleta son transmitidos entonces en
forma analógica. Se acusa recibo entonces de la temporización
efectuada por medio de una elevación de corta duración de la
corriente de funcionamiento. En una temporización analógica de esta
clase son desventajosas, entre otras, las señales de temporización
adicionales necesarias, las cuales tienen que ser proporcionadas
por un hardware y software propios. Además, la precisión de la
temporización viene fijada por el hardware.
La presente invención aborda aquí el problema
de, específicamente, excluir los inconvenientes conocidos en el
caso de una temporización analógica.
El problema se resuelve con las características
de la reivindicación 1.
La invención se basa en la idea de prever una
transmisión digital de los datos de temporización a una unidad de
munición temporizable, para lo cual estos datos son transmitidos,
por ejemplo, con un código de transmisión HDB-3
(high density bipolar = bipolar de alta densidad), así como por
medio de modulación de tensión. Tal como es conocido en la
transmisión asíncrona de datos, el código HDB-3
lleva antepuesto un byte de arranque y pospuesto un byte de parada,
los cuales son así parte integrante de los datos de temporización.
El tiempo de temporización es transmitido numéricamente como byte
de datos entre los bytes de arranque y de parada.
Los bytes de arranque y de parada se diferencian
aquí de todos los demás modelos de bits en el sistema de arma para
materializar una identificación unívoca de la señal de arranque y de
parada. El byte de arranque comienza y el byte de parada termina
preferiblemente con impulsos positivos de modulación. Se impide así
que el comienzo y también el final de una transmisión de datos
puedan, respectivamente, iniciarse y concluirse erróneamente por
una breve interrupción de las líneas de conducción o por breves
irrupciones de la tensión de alimentación. A este fin, la unidad de
munición presenta una electrónica de temporización que incluye un
desmodulador (de tensión), un modulador (de corriente) y un
microprocesador con un contador de ciclos de oscilador RC, un
oscilador RC, un contador de temporización y una etapa final de
actor. Un sensor de disparo sirve de elemento de puesta en marcha
del contador de temporización al comienzo de la fase de vuelo. La
digitalización de los datos de temporización se efectúa en un
sistema de comunicación de la munición que está integrado entre la
unidad de munición y un arma que puede disparar dicha unidad de
munición.
Otras ventajas se desprenden de las demás
reivindicaciones subordinadas.
Debido a la codificación de los datos binarios
en datos bipolares (código HDB) se consigue una modulación de
tensión y de corriente exenta de corriente continua y una
sincronización continua de la interfaz de transmisión de datos. La
modulación exenta de tensión continua hace posible, en un
desarrollo adicional de la invención, la transmisión simultánea de
los datos de temporización y también de los datos de tensión y de
corriente sobre una línea de unión existente para la alimentación
de tensión a la electrónica de temporización, para lo cual se
mantienen constantes, por ejemplo en valor medio, la tensión de
alimentación y la corriente de salida del MKS.
Se puede materializar un reconocimiento síncrono
en tiempo de los bytes de arranque y de parada por medio de una
evaluación controlada por interrupción de las señales procedentes
de un desmodulación de tensión por cada microprocesador y software
en la electrónica de temporización (generación de una contrapuerta
lógica).
La transmisión digital de los datos de
temporización permite, en un desarrollo ulterior de la invención,
que se tengan en cuenta las propiedades de un oscilador de
cadencia necesario para la temporización (base de tiempo) en la
electrónica de temporización. La inestabilidad de la frecuencia y
también fenómenos de envejecimiento pueden ser compensados
brevemente obteniendo la tasa de cadencia del oscilador y
calculando un valor nominal de temporización corregido en tiempo,
de modo que puede emplearse un oscilador RC economizador de
corriente y resistente a los disparos. La base de tiempo en la
electrónica de temporización se calibra con ayuda de la velocidad
de transmisión de datos (tasa de baudios), efectuándose con
precisión de cuarzo la transmisión desde un oscilador de cuarzo en
el MKS hasta el oscilador RC de la electrónica de
temporización.
La notificación sobre los datos de temporización
programados actuales y corregidos se efectúa con ayuda de una
modulación digital de la corriente de alimentación de los datos de
temporización programados.
La transmisión de datos se realiza en forma
bidireccional.
La notificación del valor nominal de
temporización programado y corregido en tiempo y del número de
ciclos del oscilador RC puede ser aprovechada, además, para un
control del sistema. Esto hace posible una verificación en el MKS
referente a si se ha realizado pertinentemente la temporización y
la corrección de tiempo.
Un control adicional de la transmisión de datos
viene dado por la comprobación del número de bits de transmisión y
también por una suma de verificación.
La ventaja de una temporización digital reside
también en que puede configurarse en forma variable la precisión
de temporización por cada software, ya que no está sometida a una
dependencia respecto del hardware. La precisión de temporización
puede ajustarse, por ejemplo, mediante la elección del tiempo de
transmisión de datos.
Se sobrentiende que, cuando se emplea un chip de
datos de munición inscribible (MDC) dentro de la unidad de
munición, se asegura, además, que se pueda aprovechar una misma
transferencia de datos y de tensión para el MDC y también para la
temporización de las espoletas. Esto quiere decir que se mantiene
pequeño el gasto en construcción y también en software. La ventaja
de un MDC inscribible reside, entre otras, en que, por ejemplo, se
pueden compensar fenómenos de envejecimiento de la munición con
ayuda de valores empíricos. En una realización especial algunos
grupos constructivos eléctricos de la electrónica de temporización
pueden formar el MDC.
Por tanto resulta una electrónica de
temporización con una alta flexibilidad que, además, materializa
una mayor protección de los grupos constructivos electrónicos
mediante el empleo de tensiones sólo positivas o alternativamente
sólo negativas (tensiones unipolares).
Se explicará la invención con más detalle
haciendo referencia a un ejemplo de realización con su dibujo.
Muestran:
La figura 1 una representación esquemática de un
sistema de arma con una unidad de suministro de datos, un sistema
de comunicación de la munición y una unidad de munición con grupos
constructivos electrónicos,
La figura 2 los grupos constructivos
electrónicos esenciales del sistema de comunicación de la munición
de la figura 1 en representación de diagrama de bloques,
La figura 3 los grupos constructivos eléctricos
esenciales de la electrónica de temporización de la unidad de
munición de la figura 1 en representación de diagrama de
bloques,
La figura 4 una representación de la transmisión
de datos del sistema de comunicación de la munición a la espoleta
con un protocolo de datos correspondiente, y
La figura 5 una representación de la transmisión
de datos desde la espoleta con un protocolo de datos
correspondiente.
En la figura 1 se muestra en una representación
esquemática la estructura general de un sistema de arma con una
unidad 1 de suministro de datos, un sistema de comunicación de
munición (MKS) 2 y una unidad de munición 3. La unidad de munición
3 comprende una electrónica de temporización 4 que está unida
eléctricamente con una espoleta 5 de la unidad de munición 3. La
unidad 1 de suministro de los datos es aquí preferiblemente un
ordenador de dirección de tiro. El ordenador 1 de dirección de tiro
está unido eléctricamente con el MKS 2 a través de una línea de
datos A1 y un bus CAN, así como, para proporcionar una
alimentación de tensión y de corriente U_{S}, I_{s}, a través
de otra línea A2. La unión eléctrica entre el MKS 2 y la unidad de
munición 3 se crea por medio de las líneas B1 y B2, representando
la línea B2 una línea de masa y siendo la línea B1 la responsable
de la tensión de alimentación y de la transferencia de datos a la
unidad de munición 3. La electrónica de temporización 4 comprende
unos grupos constructivos eléctricos 7 para la fase de programación
y unos grupos constructivos eléctricos 8 para la fase de vuelo.
En la figura 2 se muestra una estructura general
del MKS 2.
El MKS 2 presenta, además de otros grupos
constructivos no representados con detalle en aras de una mayor
claridad, una alimentación de tensión con modulación de tensión 20,
una interfaz 21 del bus CAN y un convertidor CC/CC 22. Las salidas
y las entradas de estos grupos constructivos 20-22
y la de un oscilador de cuarzo 24 están unidas con un
microprocesador 25 dotado de un contador de ciclos 25.1 del
oscilador de cuarzo. La alimentación de tensión 20 está unida
además, por el lado de salida, con un desmodulador de corriente 23
que accede con dos terminales al microprocesador 25. Otra línea del
desmodulador de corriente 23, la cual trabaja preferiblemente en
forma bidireccional, conduce en prolongación como línea B1 hasta
la unidad de munición 3. El convertidor CC/CC y también el
microprocesador 25 acceden con un respectivo terminal a una masa
necesaria que une la unidad de munición 3 con la masa a través de
la línea B2.
En la figura 3 se representa con más detalle la
electrónica de temporización 4, identificándose también aquí
solamente los grupos constructivos esenciales. Estos son un
demodulador de tensión 30, un modulador de corriente 31 y un
microprocesador 32 con un contador de ciclos 32.1 de un oscilador
RC. Estos grupos constructivos 30-32, que en la
figura 1 están agrupados bajo el símbolo de referencia 7, son
necesarios para la programación en la fase de programación. Para la
fase de vuelo se manifiestan como responsables un oscilador RC 33,
un contador de temporización 34 y una etapa final de actor 36, los
cuales se han agrupado en la figura 1 con el símbolo de referencia
8. Se representa también un sensor de disparo 35 que funciona como
iniciador del tiempo de temporización programado al comienzo de la
fase de vuelo. En aras de la funcionalidad, se ha representado un
regulador de tensión 37, pero éste no se describe con detalle.
La temporización se desarrolla de la manera
siguiente:
Los datos específicos de la munición son
transferidos automáticamente por lectura de un chip 9 de datos de
la munición al ordenador 1 de dirección de tiro. Este obtiene el
tiempo de temporización necesario para la espoleta 5. Esta
información es retransmitida al MKS 2, en el cual se codifican
estos datos (código HBD-3) por medio del
microprocesador 25 y el grupo constructivo 20 de modulación de
tensión, anteponiéndose al tiempo de temporización codificado un
byte de arranque y posponiéndose a dicho tiempo un byte de parada,
los cuales se diferencian de la palabra de datos del código. La
señal codificada (véase la figura 4) es transmitida con una tasa de
baudios que se deriva de la frecuencia (ciclos) del oscilador de
cuarzo 24 del MKS 2, es contada en el contador de ciclos 25.1 del
oscilador de cuarzo y, por tanto, es transmitida a la electrónica de
temporización 4 en forma exactamente definida en el tiempo e
ingresada por lectura en el microprocesador 32. Se miden aquí con
el contador de ciclos 32.1 del oscilador RC los ciclos de dicho
oscilador RC 33 entre los bytes de arranque y de parada. En
principio, se pondría así fin a la programación de los datos de
temporización.
Una problemática que se puede plantear en la
temporización digital cuando se emplea como oscilador de cadencia
33 en el dispositivo de munición 3 un oscilador RC economizador de
corriente y resistente a los disparos, consiste en que resulta
insuficiente la exactitud del tiempo de temporización programado
debido a la mala calidad de esta clase de osciladores.
Por el contrario, se ha previsto comprimir
suficientemente las propiedades negativas del oscilador RC 32 para
el espacio de tiempo de la fase de vuelo. A este fin, se calcula un
tiempo de transmisión T_{\text{Ü}B} con el microprocesador 32 de
la electrónica de temporización 4. Este tiempo resulta de los bytes
de datos transmitidos "número de bits transmitidos" y "tasa
de baudios", que se escriben también como información en el
microprocesador 32 durante la programación y que están
representados en el protocolo de datos según la figura 4.
T_{\text{Ü}B}
= número de bits transmitidos/tasa de
baudios.
La tasa de baudios especificada se materializa
en el MKS 2 por medio del controlador del microprocesador con
precisión de cuarzo.
\newpage
A partir del tiempo de transmisión
T_{\text{Ü}B} y de la tasa de ciclos RC_{T1-n}
del oscilador RC obtenida en este tiempo se determina el valor
nominal de temporización T_{NOM} corregido en tiempo.
Este se calcula a partir de
T_{NOM} =
RC_{T1-n}/T_{\text{Ü}B} x tiempo de
temporización.
La programación del contador de temporización 34
con el T_{NOM} corregido en tiempo da como resultado entonces una
precisión casi de cuarzo, ya que, como es sabido, la frecuencia de
cadencia del oscilador RC 32 en la corta fase de vuelo no varía
apreciablemente. Cuando se dispara la munición, el sensor de
disparo 35 emite una orden de habilitación para el contador de
temporización 34. Este cuenta entonces con el oscilador RC, por
ejemplo hacia atrás, el ciclo desde el valor nominal temporizado
T_{NOM} del contador de temporización proveniente del contador
32.1 de ciclos del oscilador RC hasta cero y, al alcanzar éste,
activa la espoleta 5 a través de la etapa final de actor 36. La
exactitud de la temporización puede ser ajustada, además, por
medio de una elección deliberada del tiempo T_{\text{Ü}B} de
transmisión de datos.
Estos procesos de corrección, que se desarrollan
dentro de la unidad de munición 3 antes del disparo, son
notificados al MKS 2 a través de una modulación de corriente en el
modulador de corriente 31 y a través de la línea B1, tal como se
representa en la figura 5, y son preparados en el desmodulador de
corriente 23 para el microprocesador 25. En la codificación de la
notificación se escriben aquí también un byte de arranque y un byte
de parada antes y después, respectivamente, de la palabra de datos
codificada. Estas informaciones pueden ser empleadas por el
microprocesador 25, por ejemplo, para el control del sistema.
Además, se puede verificar si son correctas la temporización
efectuada y la corrección de tiempo.
Se sobrentiende que resultan otros usos
ventajosos dentro del ámbito de la invención. Así, cuando un chip
de datos de munición (MDC) inscribible 9 (figura 1) está integrado
en la unidad de munición 3, se puede efectuar una misma
transferencia de datos y de tensión a través de la línea común B1.
Se mantiene entonces igual el coste en hardware para el MKS 2. El
software puede adaptarse fácilmente.
Claims (19)
1. Procedimiento de temporización de una unidad
de munición (3) con los pasos siguientes:
- -
- digitalización del tiempo de temporización por medio de modulación,
- -
- transmisión de los datos de temporización codificados a la unidad de munición (3),
- -
- desmodulación de los datos de temporización en una etapa de desmodulación (30) de la unidad de munición (3) y retransmisión de los datos de temporización a un microprocesador (32) para su procesamiento adicional interno en cooperación con un oscilador (33) en la unidad de munición (3),
caracterizado porque el
procedimiento incluye el establecimiento de un byte de arranque y
un byte de
parada.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se determina un valor de temporización
(T_{NOM}) corregido en tiempo para el oscilador (33).
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque el valor de temporización (T_{NOM})
corregido en tiempo se obtiene a partir de un tiempo de transmisión
(T_{\text{Ü}B}) y una tasa de ciclos de oscilador obtenida
(RC_{T1-n}).
4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado porque se puede determinar el tiempo de
transmisión (T_{\text{Ü}B}) a partir de la relación entre el
número de bits transmitidos y la tasa de baudios.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se programa un
contador de temporización (34) de la unidad de munición (3) con el
valor de temporización (T_{NOM}) corregido en tiempo.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se transmiten
los datos de temporización digitalizados por medio de una
modulación de la tensión de alimentación.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el código de
transmisión es un código bipolar exento de tensión continua, por
ejemplo un código HDB-3.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se transmite
numéricamente como byte de datos el tiempo de temporización entre
el byte de arranque y un byte de parada.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el byte de
arranque comienza con un impulso de modulación positivo y el byte
de parada termina con un impulso de modulación positivo, y porque
el byte de arranque y el byte de parada no corresponden al código
de transmisión.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se efectúa una
transmisión simultánea de los datos de temporización y también de
la tensión de alimentación de la unidad de munición (3).
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque, en caso de
que se emplee un chip de datos de munición (9) inscribible dentro de
la unidad de munición (3), se puede utilizar una misma
transferencia de datos y de alimentación para el chip de datos de
munición (9) y también para la espoleta temporizable.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se efectúa una
notificación referente a los datos de temporización programables a
través de una modulación digital de la corriente de
alimentación.
13. Dispositivo de temporización para un
procedimiento según las reivindicaciones 1 a 12, que comprende una
unidad (1) que suministra los datos de temporización a digitalizar,
medios para establecer un byte de arranque y un byte de parada, y
una unidad de munición (3), entre los cuales está intercalado un
sistema (2) que funciona durante la transmisión de los datos de
temporización y también como equipo externo de alimentación de
tensión y de corriente para la unidad de munición (3).
14. Dispositivo según la reivindicación 13,
caracterizado porque el sistema (2) es un sistema de
comunicación de munición.
15. Dispositivo según la reivindicación 13 ó 14,
caracterizado porque el sistema (2) presenta una
alimentación de tensión con modulación de tensión (20), una
interfaz (21) de bus CAN y un convertidor CC/CC (22), cuyas
salidas, así como la de un oscilador de cuarzo (24), están
conectadas a entradas de un microprocesador (25) con un contador
(25.1) de ciclos de dicho oscilador de cuarzo, estando unida la
alimentación de tensión (20) por el lado de salida con un
desmodulador de corriente (23) que accede con dos terminales al
microprocesador (25).
16. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque la unidad de
munición (3) está unida durante la transmisión de los datos de
temporización con el sistema antepuesto (2), que funciona, además,
como un equipo externo de alimentación de tensión y de
corriente.
17. Unidad de munición temporizable (3) para un
dispositivo según las reivindicaciones 13 a 16, que presenta una
electrónica de temporización (4) con medios para el reconocimiento
de bytes de arranque y de parada, la cual comprende unos grupos
constructivos eléctricos (7) para la fase de programación y unos
grupos constructivos eléctricos (8) para la fase de vuelo.
18. Unidad de munición temporizable (3) según la
reivindicación 17, caracterizada porque la electrónica de
temporización (4) junto con un oscilador (33) puede ser unida por
el lado de entrada con un equipo externo de alimentación de tensión
y de corriente y por el lado de salida con una espoleta (5),
- -
- estando integrados un desmodulador (30) y un microprocesador (32) en la electrónica de temporización (4),
- -
- estando equipado el microprocesador (32) con un contador (32.1) de ciclos del oscilador y
- -
- accediendo a dicho oscilador (33),
- -
- detrás del cual están montados un contador de temporización (34) y una etapa final de actor (36).
19. Unidad de munición temporizable según la
reivindicación 18, caracterizada porque el oscilador (33) es
un oscilador RC.
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Families Citing this family (2)
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