ES2568239T3 - Procedimiento para la elevación de la probabilidad del primer impacto de un arma balística - Google Patents

Procedimiento para la elevación de la probabilidad del primer impacto de un arma balística Download PDF

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ES2568239T3 ES06011919.5T ES06011919T ES2568239T3 ES 2568239 T3 ES2568239 T3 ES 2568239T3 ES 06011919 T ES06011919 T ES 06011919T ES 2568239 T3 ES2568239 T3 ES 2568239T3
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Abstract

Procedimiento para la elevación de la probabilidad del primer impacto de un arma balística (10), en el que en la determinación de la probabilidad y del alza se tiene en cuenta el movimiento propio del arma (10), caracterizado por que se tienen en cuenta parámetros de la munición y por que se superpone la velocidad inicial del proyectil con relación al arma (10) con la velocidad propia del arma (10), en el que el vector ( ) de la velocidad propia del arma (10) se transforma en un sistema de coordenadas relacionado con el tubo (6) del arma (10).

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para la elevacion de la probabilidad del primer impacto de un arma baUstica
La invencion se refiere a un procedimiento para la elevacion de la probabilidad del primer impacto de un arma baKstica.
En armas, en las que se dispara un proyectil desde un tubo, el proyectil describe una trayectoria de vuelo, que depende de la velocidad del proyectil asf como de la posicion del tubo. Especialmente en el caso de alcances grandes y/o el empleo de municion atemperable es imprescindible un calculo exacto de esta trayectoria de vuelo para el proceso de puntena.
Hasta ahora es habitual tener en cuenta el viento transversal, que incide perpendicularmente a la direccion de vuelo del proyectil, siendo determinada con la ayuda de calculos aproximados o tablas de valores en forma de tablas de tiro, una prediccion sobre la desviacion lateral de la lmea de vision o bien de la lmea de mira. En este caso, se ajusta manualmente la intensidad del viento transversal o se mide por medio de sensores y se determina una prediccion a partir de una tabla de viento transversal. De la misma manera, se introduce la torsion del proyectil en la determinacion de la prediccion. En el caso de plataformas de armas moviles, hasta ahora se realiza una estabilizacion de medios de vision y arma. Tambien se conoce utilizar ayudas de direccion para el apoyo durante el seguimiento de blancos.
El documento DE 26 25 667 A1 muestra a este respecto un sistema de grna de fuego, que tiene en cuenta para la determinacion del angulo de prediccion el movimiento propio del arma. Esto se utiliza para la creacion de senales de direccion, que un apuntador debe optimizar todavfa o bien corregir.
El documento GB 2 159 609 A muestra de la misma manera un sistema de grna, en el que se utiliza el movimiento propio del arma para la generacion de una senal de puntena generada electronicamente en una direccion de vision.
Se ha mostrado que en tales sistemas la probabilidad del primer impacto es a menudo reducida, puesto que resultan errores sistematicos en la determinacion de los vapores ideales para alza, prediccion y tiempo de vuelo del proyectil. Por lo tanto, el cometido de la presente invencion es preparar un procedimiento, con el que se puede elevar la probabilidad del primer impacto de un arma balfstica.
Este cometido se soluciona por medio de las caractensticas de la reivindicacion 1 de la patente. Otras configuraciones ventajosas se indican en las reivindicaciones dependientes.
Asf, por ejemplo, en la determinacion de la prediccion y/o del alza, de la elevacion del tubo del arma frente a la lmea de mira, se tiene en cuenta el movimiento propio del arma. De manera alternativa o adicional, se tienen en cuenta condiciones del medio ambiente como temperatura del aire o presion del aire y parametros de la municion como temperatura de la polvora o modificacion de la velocidad inicial. La temperatura de la polvora designa en este caso la temperatura de la polvora antes del encendido y la modificacion de la velocidad inicial designa la desviacion, provocada por tolerancias de fabricacion y/o desgaste del tubo, de la velocidad nominal del proyectil, que se puede regular o medir.
En la consideracion del movimiento propio del arma se superpone de manera ventajosa la velocidad inicial del proyectil con respecto al arma, es decir, con respecto al tubo del arma. Tridimensional con la velocidad propia del soporte del arma. A tal fin, se transforma el vector de la velocidad propia del arma en un sistema de coordenadas relacionado con el tubo del arma. El movimiento propio del soporte del arma durante el calculo de la prediccion, alza y tiempo de vuelo del arma se tiene en cuenta de esta manera totalmente o de forma gradual en el calculo de la balfstica de salida y balfstica exterior.
A partir de los componentes del movimiento transversalmente a la velocidad del proyectil, con relacion a un sistema de coordenadas orientado al arma, resultan las modificaciones necesarias del angulo de salida. La modificacion de la velocidad del proyectil en la direccion del eje del arma del tubo provoca modificaciones del alza, la prediccion y el tiempo de vuelo del proyectil con relacion a la balfstica exterior. A partir de ello se deducen modificaciones del alza dinamica y de la prediccion en el caso de blancos moviles o bien del tiempo de programacion en el caso de municion atemperable, lo que repercute positivamente, especialmente en el modo del punto de explosion en el aire, sobre la actuacion de la municion.
De manera ventajosa, la prediccion y/o el alza y/o el tiempo de vuelo del proyectil se determinan por iteracion a partir de la velocidad propia y la posicion del arma. Si se determina, por ejemplo, una prediccion, entonces esto modifica la alineacion del arma con relacion a su velocidad propia y con ello la posicion del sistema de coordenadas relacionad con el tubo del arma. Sobre esta base se determina de nuevo la prediccion y sirve de base para la etapa de iteracion siguiente. Con preferencia, se sigue el arma durante la determinacion iterativa, con lo que resulta un posicionamiento exacto del arma. De manera alternativa, se puede realizar la iteracion hasta que esta ha convergido
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suficientemente para alinear el arma entonces con la ayuda del resultado.
En la determinacion de la prediccion y/o del alza se tienen en cuenta de acuerdo con la invencion condiciones ambientales tales como temperatura del aire o presion del aire y parametros de la municion como temperatura de la polvora o modificacion de la velocidad inicial. A tal fin se determina en una primera etapa la velocidad inicial real del proyectil. Esto se realiza en funcion de uno o varios de los parametros velocidad nominal inicial, modificacion de la velocidad inicial y temperatura de la polvora. En la velocidad nominal inicial se trata de la velocidad del proyectil indicada por el fabricante de la municion. Debido a tolerancias de fabricacion se producen oscilaciones en funcion de la carga o bien del lote, que se pueden tener en cuenta como modificaciones de la velocidad inicial. En la determinacion de la velocidad inicial se puede tener en cuenta, ademas, la temperatura de la polvora. En este caso se trata de la temperatura de la polvora antes del encendido, es decir, esencialmente de la ultima temperatura de almacenamiento.
En una segunda etapa se determina el tiempo de vuelo del proyectil en funcion de la velocidad inicial o de la velocidad inicial y las condiciones ambientales predominantes. En las condiciones ambientales predominantes se puede tratar, por ejemplo, de la temperatura del aire, la presion del aire o la intensidad del viento zaguero o bien del viento opuesto. Adicionalmente, se pueden tener en cuenta otros parametros, como la posicion del tubo y la posicion del blanco con relacion al arma, por ejemplo una diferencia de altura. La prediccion necesaria se calcula entonces con la ayuda de la ecuacion de Didion a partir de la velocidad del viento transversal vq, el tiempo de vuelo T, la distancia del blanco R y la velocidad inicial vo del proyectil. La ecuacion de Didion es:
1
n = vq
T 1
R vo
Por lo tanto, a traves del procedimiento de acuerdo con la invencion no se determina la prediccion como hasta ahora a partir de tablas de viento transversal, sino con la ayuda de tablas del tiempo de vuelo, las influencias ambientales y/o parametros de la municion.
Los valores del alza, la prediccion y el tiempo de vuelo corregidos de la manera descrita anteriormente se utilizan como se conoce en ordenadores de direccion de tiro para la alineacion del arma con relacion a la lmea de vision de un aparato de observacion o aparato de puntena.
A continuacion se explica la invencion en detalle con la ayuda de dos ejemplos de realizacion. En este caso:
La figura 1 muestra un ordenador de direccion de tiro.
La figura 2 muestra la posicion relativa de dos sistemas de coordenadas, y
La figura 3 muestra una geometna para la determinacion de la prediccion.
En un primer ejemplo de realizacion, se monta un arma 6 (ver la figura 2) en una torre de carron sobre una bandeja
5 de un tanque como soporte del sistema o del arma. El tanque se mueve con un vector de velocidad ^w\. En un vector de coordenadas cartesianas relacionado con la bandeja 5, el eje-X apunta en la direccion hacia delante del tanque, el eje-Y apunta hacia la derecha y el eje-Z apunta hacia abajo. La torre del canon y, por lo tanto, el tubo 6 del arma esta girado en el plano-XY alrededor del angulo Y con relacion al eje-X. Ademas, el tubo 6 presenta una elevacion en torno al angulo © desde plano-XY.
Para la realizacion del procedimiento de acuerdo con la invencion se utiliza el ordenador de direccion de tiro 4 representado en la figura 1. Este recibe como parametro de entrada, entre otros, el componente-X, -Y y -Z del vector de velocidad %l. Estos componentes se someten a una transformacion antes de que sean conducidos a la unidad de calculo 3. La transformacion transfiere los componentes a un sistema de coordenadas igualmente cartesiano, que esta relacionado con el tubo del arma. El eje X” corresponde en este caso al eje del alma del tubo.
Para la transformacion se realiza en el elemento designado con Y en primer lugar una rotacion alrededor del angulo Y alrededor del eje-Z. Resulta un sistema intermedio de coordenadas con los ejes X', Y' y Z. El angulo Y se puede modificar a traves del ordenador de direccion de tiro 4 y, por lo tanto, es conocido por este.
En el elemento designado con -© se realiza una segunda rotacion, esta vez alrededor del angulo ©, el angulo de elevacion del tubo frente a la lmea de mira, alrededor del eje-Y'. El resultado es un sistema de coordenadas relacionado con el tubo del arma con los ejes X”, Y’ y Z’. Esto tiene la ventaja de que al componente-X” del vector de velocidad %lse puede anadir facilmente la velocidad inicial vo del proyectil con relacion al arma, para determinar a partir de ello la velocidad inicial absoluta del proyectil. Evidentemente, la transformacion del sistema de coordenadas
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se puede realizar tambien en una etapa.
A partir de esta velocidad inicial absoluta, los otros componentes del vector de velocidad |a rotacion del proyectil y otros parametros no identificados en detalle en este lugar, la unidad de calculo 3 calcula la prediccion y/o el alza con relacion a la lmea de mira no representada. Estos valores son conducidos al sistema de regulacion 2 para el arma y el aparato de puntena. Este alinea el arma. Con los valores nuevos para Y y © se inicia una nueva etapa de iteracion, comenzando con la transformacion del sistema de coordenadas. A traves de la posicion modificada del tubo del arma resulta un sistema de coordenadas nuevo orientado al arma. El tiempo de vuelo del proyectil determinado en la unidad de calculo 3 se transmite al sistema de regulacion de la temperatura 1 para programar la municion atemperable con un instante exacto de encendido.
En lugar de transferir los angulos nuevos Y y © en cada etapa de iteracion al sistema de regulacion 2, estos se pueden mantener dentro del ordenador de direccion de tiro 4, hasta que la iteracion converge suficientemente. Solamente en este instante se puede alinear el arma a traves del sistema de regulacion 2.
Evidentemente, el procedimiento de acuerdo con la invencion no esta limitado al empleo en tanques. Mas bien se puede transferir a todos los tipos de armas para vehiculos terrestres, aereos o acuaticos. Para el procedimiento solamente es necesario el conocimiento del vector de velocidad AfI asi como el angulo Ty0 entre el arma y el soporte del arma.
Con la ayuda de la figura 3 se explica ahora la consideracion de condiciones ambientales y parametros de la municion en la determinacion de la prediccion. En este caso, 10 designa el arma, 11 el blanco y 9 la lmea de mira directa entre el arma 10 y el blanco 11. En virtud del viento transversal 7, un tiro disparado en la direccion de la lmea de mira 9 errana el blanco 11. Por lo tanto, debe dirigirse en la direccion 8, que se desvfa en la medida del angulo de prediccion ^ desde la lmea de mira 9.
A tal fin se determina en primer lugar la velocidad inicial del proyectil en funcion de uno o varios de los parametros velocidad nominal inicial, modificacion de la velocidad inicial y temperatura de la polvora. Esto se realiza por medio de tablas competentes o de un calculo aproximado o exacto. A partir de esta velocidad inicial v0 se determina en una segunda etapa el tiempo de vuelo del proyectil. En la determinacion del tiempo de vuelo se pueden incluir, ademas, las condiciones ambientales predominantes, por ejemplo la temperatura del aire, la presion del aire o el viento zaguero o el viento opuesto. Tambien se tienen en cuenta condiciones geometricas, como la distancia del blanco o una diferencia de altura entre el arma y el blanco. A partir de la ecuacion de Didion indicada anteriormente se calcula ahora una prediccion teniendo en cuenta la velocidad del viento transversal vq, el tiempo de vuelo T, la distancia del blanco R y la velocidad inicial v0 del proyectil. La prediccion ^ a ajustar corresponde ahora a la arcotangente de ^’. Para ^’ pequena se aplica en la medida del arco la aproximacion ^’. Adicionalmente se tiene en cuenta la desviacion de rotacion del proyectil.
En un ejemplo numerico sena vq = 10 m/s y R = 2000 m. La velocidad nominal inicial del proyectil sena 1000 m/s con un tiempo de vuelo de 2,5 s. La velocidad inicial real resulta en funcion de los parametros indicados anteriormente a partir de las tablas correspondientes con v0 = 1050 m/s, el tiempo de vuelo real con T = 2,25 s. Si esto se introduce en la ecuacion de Didion, conduce a ^’ = 0,00173 o ^ = 0,0989 grados. Expresado en trazos, donde 6400 trazos corresponden a un cfrculo completo de 360 grados, resulta una prediccion de 1,758 trazos. Si en lugar del procedimiento de acuerdo con la invencion se emplean tablas de viento transversal, entonces a partir de los valores nominales para la velocidad inicial y el tiempo de vuelo resulta una prediccion de 0,1432 grados o 2,546 trazos. En la distancia de 2000 metros del arma, esta diferencia en la prediccion conduce a una desviacion de 1,57 metros. Un blanco correspondientemente pequeno se errana, por lo tanto, en la determinacion de la prediccion con la ayuda de tablas de viento transversal.
Que condiciones ambientales y parametros de la municion se utilizan para la determinacion de la prediccion y/o el alza depende unicamente de las tablas de tiro disponibles en el caso concreto o bien de las ecuaciones de aproximacion para la velocidad inicial y el tiempo de vuelo del proyectil.
La compensacion del movimiento propio del arma y la consideracion de condiciones ambientales y parametros de la municion en la determinacion de la prediccion y/o el alza se pueden emplear tanto por separado como tambien en combinacion.

Claims (9)

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    30
    REIVINDICACIONES
    1. - Procedimiento para la elevacion de la probabilidad del primer impacto de un arma baUstica (10), en el que en la determinacion de la probabilidad y del alza se tiene en cuenta el movimiento propio del arma (10), caracterizado por que se tienen en cuenta parametros de la municion y por que se superpone la velocidad inicial del proyectil con relacion al arma (10) con la velocidad propia del arma (10), en el que el vector ( %|) de la velocidad propia del arma (10) se transforma en un sistema de coordenadas relacionado con el tubo (6) del arma (10).
  2. 2. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que tambien se tienen en cuenta condiciones del medio ambiente tales como temperatura del aire y presion del aire.
  3. 3. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que se determinan la prediccion y el alza por iteracion a partir de la velocidad propia y la posicion del arma (10).
  4. 4. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que se determina el tiempo de vuelo del proyectil por iteracion a partir de la velocidad propia y la posicion del arma (10).
  5. 5. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que se determina la velocidad inicial del proyectil en funcion de uno o varios de los parametros como velocidad nominal inicial, modificacion de la velocidad inicial o bien temperatura de la polvora.
  6. 6. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 5, caracterizado por que se determina el tiempo de vuelo del proyectil en funcion de la velocidad inicial.
  7. 7. - Procedimiento de acuerdo con la velocidad 5 o 6, caracterizado por que se determina el tiempo de vuelo del proyectil en funcion de las condiciones ambientales predominantes.
  8. 8. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 o 6, caracterizado por que se calcula la prediccion con la ayuda de la ecuacion de Didion a partir de la velocidad del viento transversal, el tiempo de vuelo, la distancia del blanco y la velocidad inicial del proyectil.
  9. 9. - Ordenador de direccion de tipo (4) para la realizacion del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por medios para la transformacion de un vector de movimiento de un arma en un sistema de coordenadas relacionado con el tubo (6) del arma (10) y medios para la determinacion de la velocidad inicial y del tiempo de vuelo del proyectil incluyendo condiciones ambientales y parametros de la municion, siendo transferido con los medios el vector (^w\) de la velocidad propia del arma (10) a un sistema de coordenadas relacionado con el tubo (6) del arma (10) y superponiendo la velocidad inicial del proyectil con relacion al arma (10) con la velocidad propia del arma (10).
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