DE2454453A1

DE2454453A1 - Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung von schiessuebungen mit flugabwehrgeschuetzbatterien gegen fliegende ziele mit simuliertem feuer

Info

Publication number: DE2454453A1
Application number: DE19742454453
Authority: DE
Inventors: Hans Robert Robertsson
Original assignee: Saab Scania AB
Current assignee: Saab AB
Priority date: 1973-11-19
Filing date: 1974-11-16
Publication date: 1975-06-05
Also published as: CH599524A5; SE7315588L; AU7548474A; BE822288A; US3955292A; GB1484159A; IT1023307B; FR2251799A1; NO140803C; JPS50113100A; AT349362B; JPS5435440B2; NO140803B; FR2251799B1; SE392644B; NL7415008A; AU496919B2; ATA919474A; NO744139L; DE2454453B2

Description

DIPL-ING. HANS W. SCHÜNING \ 2, HCV, PATENTANWALT 2000 HAMBURG 1

Mönckebergstraße 31 (am Rathausmarkt} Telefon [0411) 33 80 85

SAAB-SCANIA AB

S 581 88 Linköping/Schweden Anwaltsakte: 3465

Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Schießübungen mit Plugabwehrgeschützbatterien gegen fliegende Ziele mit simuliertein Feuer.

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Durchführen von Schießübungen mit Plugabwehrgeschützen und bezieht sich insbesondere auf das Schießen mit simuliertem Peuer auf fliegende Ziele mit Plugabwehrgeschützbatterien,

Eine Flugabwelirge schütz batterie besteht aus einem oder mehreren Geschützen, die aus einer abgelegenen, mit zielverfolgendem Zentralvisier versehenen Instrumentenzentrale, die bezüglich der Geschütze bei den Schießvorbereitungen genau vermessen wurde, Signale für Servosteuerungen empfangen, mit denen die Geschütze auf den

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KONTEN: DRESDNER BANK, KONTO-NR. 5807955 · POSTSCHECK HAMBURG 198523

nahe beim fliegenden Ziel liegenden Vorhaltepunkt gerichtet werden, welcher in der Instrumentenzentrale kontinuierlich von einer Rechenanlage bestimmt wird.

Die Aufgabe« die sich die Erfindung gestellt hat, liegt in einer qualitativen Gesamtüberprüfung der SchieSvorbereitungen einer solchen Geschützbatterie, itfie Parallaxen-Feldvermessung und der Positionierung und Parallelausrichtung der Geschütze der Batterie bezüglich der zentralen Tisieranordnung und auch der Zielverfolgung mit dem zentralen Visier und der Durchführung des simulierten Schießens der Geschütze.

Schießübungen und zugehörige militärische Übungen bilden einen wesentlichen Seil in der Ausbildung der in der Flugabwehr tätigen Soldaten. In den allermeisten Fällen kann jedoch eine Schießübung mit scharfer Munition nicht in der Nähe der von der Flakbatterie im Kriegszustand zu verteidigenden Objekte durchgeführt werden. Solche Übungen müssen vielmehr auf einem Übungsschießgelände oder einem sonstigen begrenzten Baum durchgeführt werden·

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Um überhaupt zu erfahren, wie sieh Soldaten im Falle eines tatsächlichen .Angriffes auf sie selbst oder auf zu verteidigende Gebäude verhalten werden, führt man nach der gegenwärtigen Praxis im allgemeinen militärische Übungen durch, bei denen die Gruppe oder die Gebäude 1010 einem Elugzeug-Scheinangriff ausgesetzt werden. Bei -solchen militärischen Übungen werden die Geschütze mit Übungsmunition geladen, nachdem zuvor bei den Schießvorbereitungen die Geschützlage bezüglich der Lage des Zentralvisiers bestimmt wurde· Da bei einem solchen Übungsverfahren im Ziel liegende Sreffer nicht registriert werden können, wertete man bisher den Schießerfolg der Geschütze nur anhand einer Trefferwahrscheinlichkeit aus, die sich aus Schießübungen der Geschützbatterie mit scharfer Munition ergab· Bei der Auswertung der Schießübungen benutzte man dann als einzigen kritischen Wert den Abstand zwischen Instrumentenzentrale und den bei Beginn des Schiessens gemessenen Richtpunkt. Verständlicherweise sind alle mit Schätzung arbeitenden Verfahren ungenau, zumal ja angenommen ist , daß das Nachführen des zentralen Tisiers zum Ziel und alle Schießvorbereitungen ordnungsgemäß durchgeführt wurden.

TJm die tatsächliche Richtgenauigkeit der Geschütze zu prüfen, sind daher noch weitere Vorkehrungen zu treffen.

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BAD ORiGiNAL

Ein in der Vergangenheit verwendetes Hilfsmittel bestand darin, das zentrale Vieler mit einem Fernglas oder einer Fernsehkamera zu verbinden, um das Ziel und das Eichten auf das Ziel zu beobachten. Die mit diesen Hilfsmitteln erzielte Richtgenauigkeit liefert nur einen geschätzten Wertungsfaktor· Darüber hinaus ist jedoch ein solches Verfahren nur sehr schwer und mit erheblichen Unkosten durchzuführen.

Schließlich führt auch die erforderliche überprüfung der Schießvorbereitungen nur zu einer Verlängerung der für diese Vorbereitungen erforderlichen Zeit. Aus praktischen Gründen kann auch diese Überprüfung nicht umfassend genug durchgeführt werden, so daß die Auswertung der Schießergebnisse nur einen begrenzten Wert hat.

Zusammenfassend zeigt sich, daß es äußerst schwierig ist, eine Korrelation zwischen dem errechneten Treffer- oder Fehlerergebnie und der Realität herzustellen, wenn man davon ausgeht, daß das Schießergebnis eine qualitative Summierung von überprüfter Genauigkeit der Schießvorbereitungen , der Zielverfolgungsgenauigkeit des zentralen Visiers und der Durchführung des simulierten Schiessens sein soll.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es mindestens zum größten feil die vorerwähnten Nachteile auszuschalten und

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militärische Übungsverfahren und -systeme vorzuschlagen, mit denen man eine qualitative Summierung des überprüften simulierten Schiessens erhalten kann.· In diesem Zusammenhange ist es erwünscht» daß die erfindungsgemäßen Torschläge durchführbar sind, indem man lediglich die bisher bestehenden Einrichtungen geringfügig abändert und sie in bisher gewohnter Weise weiterverwendet·

Ausgehend von Einrichtungen, wie sie in den beiden einleitenden Absätzen dieser Beschreibung beschrieben sind, ist das erfiuadungsgemäße Verfahren zur Durchführung von Schießübungen mit Plugabwehrgeschützbatterien gegen fliegende Ziele mit simuliertem Feuer dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenanlage den Torhaltepunkt so berechnet, daß er ständig auf dem auf dem Ziel liegenden Zielpunkt des Zentralvisiers liegt, daß das Schießen durch Aussenden von Laserimpulsfolgen vom Geschütz zum Ziel simuliert wird, die für jeden Schuß aus einer zuvor festgelegten Anzahl von Xaserimpulsen bestehen,und daß verglichen mit dem Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schüssen kurze Impulsfolgen vom Ziel zum Geschütz reflektiert und dort empfangen werden, um das !refferergebnis aus der Anzahl der vom Ziel empfangenen laserimpulse zu bestimmen.

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Bei diesem Verfahren ist eine wesentlich vollständigere Überprüfung der Genauigkeit des simulierten Schießens möglich und zwar nicht nur der Zielverfolgungsgenauiglceit dea Zentralvisiers und die Durchführung des Sch lessens sji Geschütz, sondern auch die Genauigkeit der verschiedenen vor den Schießen durchzuführenden Vorbereitungsartoeiten.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Rechenanlage der Inatrume nt enzentrale, welche normalerweise oelrn Scharfschießen den Vorhaltepunkt errechnet» Schaltmittel enthält, um beim simulierten Schießen mit einer konstanten Geschoßflugzelt gleich Null zu rechnen, daß neben jedem Geschützlauf ein durch die Abzugsvorrichtung zu aktivierender lasersender und ein zugehöriger Laserempfanger angeordnet sind, daß die optischen Achsen von Sender und Empfänger parallel zum Geschützlauf in Sctiießrichtung zeigen, unä daß am Ziel Reflektoren angeordnet sind, die das einfallende Laserlicht in Einfallsrichtung reflektieren.

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Weitere Einzelheiten und Merlanale der Erfindung ergehen sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den "beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zugehörigen Vorrichtungen beispielsweise veranschaulicht sind.

In den Zeichnungen zeigen:

. 1 eine perspektivische Ansicht eines Flugabwehrgeschützes in Verbindung mit einer Instrumentenzentrale beim Einsatz gegen ein fliegendes Ziel,

Fig· 2 ein Bechteckdiagramm der zusammenarbeitenden Bauelemente des erfindungsgemäßen Systems mit einer schematischen Sarstellung der arbeitsmäßigen Verknüpfung der einzelnen Bauelemente,

Fig. 3 geometrische Erläuterungen für die Errechnungdes bis 5

Vorhaltepunktes in der Instrumentenzentrale,

Fig. 6 ein vereinfachtes Rechteckdiagramm der. Rechenanlage zur Errechnung des Vorhältepunktes,

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Pig· 7 ©in Sell eines Plugabwehrgeschützes mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für ein simuliertes Schießen auf ein Ziel mit Hilfe von Laserimpulsen, die nach der Reflexion am Ziel wieder empfangen werden,

Pig· 8 einen Längsschnitt durch den in Pig. 7 dargestellten Laserimpulssender/ Empfänger,

Pig. 9 als Beispiel zu wertende Diagramme der Lagerund 10

impulse, die ¹VOm Sender ausgesendet und vom Empfänger empfangen werden,

Pig.11 ein vereinfachtes Rechteckdiagramm der erfindungsgemäßen Logikschaltung, die das Ergebnis des Laserimpulssohiessens logisch verarbeitet und eine Wahrscheinlichkeitsrechnung durch führt .und untersucht , ob das Ergebnis im PalIe eines Scharfschießvorganges tatsächlich einem Treffer am Plugzeug entsprechen würde, und

Pig·12 Tabellen zur Erläuterung der logischen Daten- bis 15

verarbeitung·

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Das in Pig. 1 dargestellte Piugabwebrgeschütz 1, welches in der ITähe eines zuschützenden Objektes 2 steht, ist über eine elektrische Leitung an eine Instrumentenzentrale 4 bekannten Aufbaues angeschlossen. Zur Instrumentenzentrale gehört ein zentrales Visier, das nicht im einzelnen dargestellt ist. Dieses Visier läßt sieh zur Verfolgung eines fliegenden Zieles-mittels eines; Periskops 5 und > einer manuellen Steuerung oder einer mit Radarantenne 6 versehenen automatischen Steuerung in Höhen- und Seiten— richtung verstellen. Das ^lugabvretegeschützi läßt sich ebenfalls in Höhen— und Seitenrichtung steuern· Biese Bewegungssteuerungen werden mit eln&Sr Servovorrichtung 3 aufgrund von Steuersignalen aus der Instrumentenzentrale vorgenommen. Diese Signale werden in bekannter Weise mit einer Rechenanlage 4a (Fig* 6) erzeugt» welcher Seil dec Instrumentenzentrale ist. Beim tatsächlichen. Schießen werden die Geschütze auf einenYoifcaltepunkt 3?fp ausgerichtet» welchen der Rechner bestimmt.

Wie aus Pig. 7 ersichtlich „ ist am Geschützlaizf 9 ein rohrförmig er Halter 10 angebracht, der sich in Schießrichtung gesehen an der rechten Seite des Laufes senkrecht zum lauf erstreckt, im Außenende des Halters 10 befindet sich ein Drehlager 11, dessen Drehachse auf die Längsachse des rohr-

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förmigen Halters 10 ausgerichtet ist. In dem beweglichen 2eil des Drehlagers 11 befindet sich ein Winkele!sen 12, dessen Schenkel 13 sich entlang der Drehachse erstreckt. Eine Achse ΐ5# die sich gegenüber dem Schenkel 13 nach oben erstreckt, trägt einen kombinierten Laserstrahlsender/-empfanger 14. Hit Hilfe der Achse 15 kann der Laserstrahlsender/-empfänger 14 verdreht und arretiert werden. Dabei bildet die Achse 15 mit dem rohrförmigen Halter 10 einen rechten Winkel.

Mit Hilfe des Eeststellknopfes 16 läßt sich die Achse 15 mit dem Schenkel 13 verbinden. Am Schenkel befindet sich ein nach unten ragender Anschlag 17_f der zwischen zwei Anschlagschrauben 18 liegtt die die genaue Einstellung fixieren und in Ansätzen geführt sind, die mit dem rohrförmigen Halter 10 verbunden sind.

Der kombinierte Laser strahlsend er/-empf anger läßt sich mit seiner optischen Achse 14a (Hg. 8) mit Hilfe der beschriebenen lagerung und Arretierung parallel zum Geachützlauf einstellen· Diese genaue Einstellung wird durch ein !Fernrohrvisier 19 erleichtert, das mit dem Sender/Empfänger verbunden ist·

Wie flg. 8 zeigt, befindet eich der kombinierte Laserstrahl-

sender/-«Kpfanger 14 in einem Schutzgehäuse 20, an dessen 509823/0615

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in Sehießriehtung vorn liegendem! Ende . sich ein Sammellinsensystem mit zwei Linsen 21,22 befindet, die unterschiedlich groß und konzentrisch hintereinander angeordnet sind. Mit der hinteren kleineren Linse 22 ist ein Laserstrahlsender 24 verbunden, der sich in einem geschlossenen konischen Gehäuse 23 befindet. Der Sender schickt einen Laserstrahl 25 durch das Linsensystem. Hinter dem Laserstrahlsender befindet sich neben der Rückwand des Gehäuses 20 konzentrisch zum Sender ein Laserstrahlempfänger 26, welcher einen von außen kommenden Laserstrahl 27 durch die Linse 21 gesammelt empfängt. Der Lasersender ist mit der in Pig. 2 schematisch angedeuteten Abzugsvorrichtung 28 so verbunden, daß beim simulierten Schießen des Geschützes, bei jedem Schuß eine Gruppe oder Folge von Impulsen 29 (3¹Ig* 9) ausgesendet wird. Jede Impulsfolge enthält eine zuvor festgelegte Anzahl von Laserimpulsen 30, im dargestellten Beispiel ,sechzehn Impulse. Die Impulse haben eine so kurze Dauer und folgen so eng aufeinander, daß die Zeitintervalle 29a* die so gewählt sein sollten, daß sie dem Zeitintervall zwischen zwei Schüssen entsprechen, wesentlich größer sind als die Zeit, die für die Aussendung einer ganzen Impulsfolge benötigt wird.

An dem fliegenden Ziel befindet sich eine oder mehrere Ieserstrahlreflektorvorrichtung 31 (Eig. 2). Jede

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Reflektorvorrichtung besteht aus einer Anzahl von in unterschiedliche Richtungen zeigenden Retro-Reflektor-Prismen. 32.

Der.La3erstrahlempfänger 26 enthält einen Detektor 33 (Fig. 8), der die Anzahl der empfangenen Impulse 30 in jeder empfangenen Impulsfolge 29 erfaßt und immer dann, wenn die empfangene Impulszahl größer oder gleich einem zuvor festgelegten Minimalwert ist, ein Signal aussendet, ■welches einen Idchtimpulstreffer verkörpert und einer Erefferaufzeichnungsr-Logils: . 34 (Fig. 2) zuführt. Der vorerwähnte Minimalwert liegt beispielsweise bei acht Impulsen. Vorzugsweise wird das 2reffersignal auch zu Anzeigevorrichtungen 35 und 36 übertragen, zu denen eine Signallampe oder auch ein Summer gehören. Die Srefferaufzeichnungs:- Logik 34 und die Anzeigevorrichtungen 35 und sind im dargestellten Beispiel an der Geschützwiege angebracht, so daß sie leicht von der Geschützbedienung bemerkt werden können· Verständlicherweise können die vorerwähnten Einrichtungen auch anders, beispielsweise in der Instrumentenzentrale 4 angebracht sein.

Die Pig. 10 zeigt 3 verschiedene Impulsfolgen 37_t38 und 39 $ die von dem Empfänger 26 kommen· Die beiden Impulsfolgen 37 und 38 werden als Treffer und die Impulsfolge 39 als

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Fehler gewertet, da iia letzteren Pail die Impulsanzahl kleiner ist als der kritische Minimalwert für einen Idchtimpulstreffer.

Wie schematisch in Pig. β dargestellt, kann die Inatrumentenzentrale auch eine Steuerung 40 enthalten, die man manuell zusammen mit dem Periskop 5 über einen Ausrichtungshebel und ein Handrad (nicht dargestellt), deren Signale die Bezeichnung HS und HW tragen, oder auch automatisch mit einem Radargerät steuern/, aas sich in der Instrumentenzentrale befindet und zu dem die dargestellte Antenne 6 gehört. Die Radarantenne überträgt während eines Zielverfolgungsvorganges zum Rechner 4a Eingang3werte RA (Pig· 6),. Diese Eingangswerte verkörpern den Seitenwinkel sv.· (ebenfalls Pig· 5), den Höhenwinkel hv^ und die Zielentfernung Al-j in Form von elektrischen Signalen· ZuK. Rechenanlage gehören mejirere- Zähler: oder Computer- 41 bis 49· Diese Computer errechnen in an sich bekannter Weise die Größen, die im Diagramm der Pig· 6, den geometrischen Darstellungen 3 bis 5 und in der folgenden labelIe angegeben sind.

Die in Pig· 3 bis 6 verwendeten geometrischen und ballistischen Bezeichnungen haben folgende Bedeutung:

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-H-

Al,

Ah

Ahp

Hp

bäp

^H1
S09823/061S

schräg entlang der Visierlinie gemessene Entfernung sswischen Instrumentenzentrale und fliegendem Ziel 7
Horizontalprojektion von Al₁ Seitenwinkel zwischen der positiven X-Acnse des Instrumentenzentralen-Koordinatensystems und der Horizontalprojektion

Höhenwinkel zwischen der durch die X- und Y-Achsen definierten Horizontalebene und der Visierlinie

Geschwindigkeit des Zieles in der Ah₁-Richtung entsprechend der zeitlichen Ableitung dAh/dt

die Geschwindigkeit des Zieles senkrecht zu Ah₁

die Geschwindigkeit des Zieles ir. H₁-Riohtung

die Parallaxe in Ah-Richtung die Parallaxe in H₁-Richtung von der Instrumentenzentrale zum Geschütz gemessene Pellung

/ di· lage des Zieles la Koordinatensystem der Inetrumenttneentral·; dieses Koordina- teueystea ist reohtwinklig und hat seinen Origon in der Instruaentenmitte bei Aus richtung der positiven X-Achee entlang der Nordrichtung des Kompasses

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At Querrichtung zum Ziel (gleich Sv₁ + 90 )

Pfp Vorhaltepunkt^:

schräg gerneseene Entfernung zwischen Ia-

strumentenzentrale und Pfp

Höhenwinkel zum Ffρ
Ah₀ Horizontalentfernung zum Pfp H₂ Höhe zum Pfp
svt Seitenwinkel-Increment C_e Abtrieb
hvt Höhenwinkel-Increment U Überhöhung
t._s Geschoß-Plugzeit
ssv seitlicher Skalenwinkel (gleich sv^ + C_ß

svt)

B Elevation (gleich hV| + hvt + TJ) W Windstärke im m/s
bäW Windrichtung
Δ V₀ Störung der Geschoßgeschwindigkeit Y_Q

Lufttemperatur- und Luftdruck-bedingte

Störungen

Gesamtgeschwindigkeit des Zieles.

In der Verbindungsleitung zwischen den Zählern 44 und befindet sich gemäß einem Hauptmerkmal der Erfindung ein

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Schalter 50, mit dessen Hilfe der Eingang zum Rechner 45 der Steuerung während des simulierten Schiessens an Erde gelegt werden kann, so daß die Plugzeit t_g, die in dem Rechner AA berechnet wird, nicht in die Rechnung des Vorhaltepunktes eingeht· Dies heißt mit anderen Worten, daß die Plugzeit su Null gemacht wird« In der Verbindungsleitung zwischen lern Rechner4I und den Rechnern42,43 befindet sich ein zweiter Schalter 51» der im eingeschalteten Zustand dafür sorgt, daß der Zielverfolgungsablauf automatisch mit einer Hilfsvorrichtung gesteuert wird, die den Zielverfolgungsablauf erleichtert. Wenn man noch dabei ist, das Ziel einzufangen, ist der Schalter 51 geöffnet·

Wie das erfindungsgemäße System im einzelnen arbeitet, soll nun kurz anhand einer Übung beschrieben werden, die eine Plugabwehr-ueschützbatterie beim Angriff auf ein fliegendes Ziel mit simuliertem feuer durchführt·

Es sei angenommen, daß bei den Schießvorbereitungen,zu denen die Parallaien-Peldvermessung, die räumliche Anordnung und Parallelausrichtung der Geschütze gehören, das Geschütz korrekt bezüglich der lage der InstrumentenzentraIe aufgestellt wurde, so daß die in Pig. 4 angegebenen Größen Ahp, Hp und bäp festliegen. Bas angreifende Ziel wird von dem

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Zielsucher am Periskop durch manuelle Betätigung des Zentralvisiers der Instrumentenzentrale eingefangen und dann mit Hilfe eines Fadenkreuzes oder ähnlicher optischer Mittel verfolgt. Die Bewegungen des Visiers werden grob mit Hilfe der Instrumenten-Servoeinrichtung durchgeführt. Vorausgesetzt, daß der Schalter 50 eingeschaltet ist und somit in der Normalstellung für ScharfSchießübungen liegt, wird die Instrumentenzentrale in Betrieb genommen, um in an sich bekannter Weise den Yorhaltepunkt bezüglich der.tatsächlichen Lage der Instrumentenzentrale zu berechnen. Diese Ffp-Rechnung basiert auf bekannten Elementen, die die Bewegung des Zieles und die Flugbahn des Geschosses beschreiben. Dies wird nachfolgend vereinfacht beschrieben.

Bei einer praktischen Zielverfolgung gewinnt man fortlau-

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fend aus der Steuerung den Seitenwinkel sv-, den Höhenwinkel hv^ und die schräg gemessene Entfernung Al^ zum Ziel» Die letztgenannte Größe wird beispielsweise aus einem Radarecho errechnet und in die Steuerung mit dem Handrad HW eingegeben. Aus diesen Variablen werden in den Rechner 41 die polaren Geschwindigkeiten des Zieles sv^ , hv-j und Al₁ errechnet. Wenn der Schalter 51 geschlossen ist, findet im Rechner 42 eine rückgeführte Eontrollrechnung statt, während die Geschwindigkeitsvektoren Ah₁, At₁, H₁ des Zieles im Rechner 43 errechnet werden· Der Rechner 44 errechnet die Geschoßflugzeit t,_s, den Abtrieb Cs und

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die Überhöhung U für den Geschützlauf. Eine Multiplikation der Geschwindigkeitsvektoren des Zieles mit dem Zeitwert t._s geschieht in dem Rechner 45· Her Rechner 46 hat die Aufgabe, die horizontalen und vertikalen Entfernungen zum Ziel Ah^ und H^ zu berechnen. Im Rechner 47 werden die Parallaxen Ahp, Hp und bäp des Geschützes zusammen mit noch anderen Incrementen zu Ah.. und IL addiert· Der Rechner 48 hat die Aufgabe, den Seitenwinkel sv^ der Visierlinie zwischen Instrumentenzentrale und Ziel, die Elevation E und die schräg gemessene Entfernung zum Ziel Al₂ zu errechnen· Schließlich bewirkt noch der Rechner 49 die Errechnung der Steuersignale für den seitlichen Skalenwinkel SSV.

Somit werden die Steuersignale ssv und E, welche die Schießdaten für die Ausrichtung des Geschützes auf den errechneten Vorhalfepunkt Pfρ angeben, von der Instrumentenzentrale zu den Servomotoren des Geschützes übertragen· Den Befehl für den tatsächlichen Schießablauf erteilt der die Batterie befehlende Offizier, der auch die Entscheidung bezüglich der Dauer und der Schußfolge gibt.

Es sei nun angenommen, daß eine simulierte Schießübung stattfinden soll und daß der Schalter 50 der Instrumenten-

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zentrale entsprechend dem wesentlichen Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens in die Ausschaltstellung gebracht ist. Somit erreicht die im Rechner 44 errechnete Geschoßflugzeit nicht den Rechts? 45$ d.h. der Plugzeitwert ts ist konstant auf Full gehalten. Die Geschwindigkeitsvektoren des Zieles werden dann in dem Rechner 45 mit Null multipliziert, so daß der Richtpunkt Pfρ mit dem Abschuß - Punkt Pp zusammenfällt. Auf diese Weise wird jedes Geschütz der Batterie auf den gleichen Punkt gerichtet wie das zentrale Visier. Vorausgesetzt, daß die Schießvorbereitungen, die Zielverfolgung und die Schußfolge korrekt durchgeführt wurden, können die vom lasersender beim simulierten Schießen ausgesendeten Mchtimpulse das Ziel treffen, um dann vom Ziel reflektiert den Empfänger zu erreichen und in der vorbeschriebenen Weise einen Treffer öder einen Pöhler zur Registrierung zu bringen.

Nach jedem simulierten Schuß registriert das Registriergerät 34 einen Treffer, wenn am Geschütz eine Laserimpulsfolge eintrifft, und deren Impulszahl . größer oder gleich als ein bestimmter Minimalwert ist. Sofern die Anzahl der empfangenen Impulse unterhalb dieses Grenzwertes liegt, gelangt kein Signal zur Registrier-

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Schaltung 34» so daß der Schuß als Fehler betrachtet wird.

Sie Impulsanzahl in den ausgesendeten Laserimpulsfolgen und der Grenzwert für die Trefferregistrierung werden entsprechend verfügbaren technischen Baten festgelegt» die die Eigenschaften des lasersystems und dessen sich ändernde Umgebungsbedingungen berücksichtigen, so daß die Grenzlinie zwischen Treffern und P_eblern nicht nur mit dem System selbst in Beziehung gesetzt wird, sondern auch mit der Genauigkeit, die dem Waffensystem entspricht, um letztlich zu einer realistischen Schießübung zu kommen·

Im Hinblick auf unvermeidbare Unvollkommenheiten des Systems sollte der Grenzwert für die Aufzeichnung eines Treffers nicht zu nahe an die Anzahl der ausgesendeten Impulse herangelegt werden, doch erscheint es andererseits nicht annehmbar, den Empfang eines einzigen Impulses oder nur eines kleinen Teiles der ausgesendeten Impulsfolge als Treffer zu betrachten» wenn man einer realistischen Schießübung nahekommen will« Da das Lasersystem durch Umgebungsbedingungen oder atmosphärische Störungen, beispielsweise durch ein Gewitter, beeinflußt werden kann, so daß falsche Impulse auftreten oder eine Anzahl von das Ziel treffenden

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Impulsen auf dem Weg zum Geschütz zurück verlorengehen» let es empfehlenswert, daß der Lasersender für jeden einzelnen Schuß eine relativ große Anzahl von Lichtimpulsen, und zwar mindestens zehn Impulse aussendet, damit die Grenze zwischen einem Treffer und einem Fehler durch eine Mehrzahl von Impulsen gekennzeichnet werden kann· Torzugsweise sollte die Grenze bei etwa der Hälfte der ausgesendeten Impulse liegen. Das dann beim simulierten Schießen gewonnene Ergebnis kann man als frei von den vorerwähnten Störungen ansehen.

Sie Aufzeichnungen über die Laserimpuls-Treffer/Fehler lassen sich jedoch nicht unmittelbar mit" tatsächlichen Treffern oder Fehlern, bei einem realistischen Schießen mit scharfer Munition unter den gleichen Schießbedingungen in Bezug setzen. Die Wahrscheinlichkeit eines einzelnen Treffers ist verglichen mit einer Scharfschießübung zu groß und zwar aus folgenden Gründen:

1· Da bei einer simulierten Schußfolge die Geschoßflugzeit t_s mit dem Wert Null angesetzt ist, so daß der Zielpunkt mit demTbdBMepunkt zusammenfällt, ergeben sich keine vergleichbaren dynamischen Ausrichtungsfehler der Geschütze bezüglich der Zielverfolgung am zentralen Visier, denn beim simulierten Schießen sind diese Fehler

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kleiner als bei einem tatsächlichen Schießen.

2. Das Kriterium für einen Treffer liegt darin, daß das Zielflugzeug und seine die Laserstrahlen reflektierenden Reflektoren innerhalb der Empfindlichkeitskeule von Lasersender und Laserempfänger liegen. Dieses Faktum erlaubt verhältnismäßig große annehmbare Visierfehler, wenn man sie in Metern quer zum Ziel errechnet. Die noch annehmbaren Fehler sind bei großen Schußentfernungen größer als bei kleinen Schußentfernungen, Beim Scharfschießen liegen dagegen die Verhältnisse entgegengesetzt.

3· Beim simulierten Schießen ergeben sich keine entfernungsabhängige zufällige Geschoßbahnabweichungen, die bei großen Schußentfernungen die Wahrscheinlichkeit eines Treffers durch scharfe Munition vermindern.

Ua eine objektivere und realistische Antwort auf die Frage zu erhalten, ob bei einer Schießübung mit einer Mehrzahl von Schüssen in schneller folge ein Ziel zerstört wurde oder nicht, ist eine logische Verarbeitung der aufgezeichneten Laserimpulstreffer vorzuziehen, wobei dann die vorerwähnten dynamischen Zielverfolgungsfehler und SchuSentfernungBeinflüßse berücksichtigt werden. Gemäß eines Merkmal der Erfindung erfolgt diese Verarbei-

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tung der Lasertreffer in einer Logikschaltung, durch die die Aufzeichnungsvorrichtung 34 verbessert wird. Die in Pig. 11 dargestellte Anordnung errechnet die tatsächliche Trefferwahrscheinlichkeit · Wie aus Pig. 11 zu ersehen, besteht diese Logikschaltung - eingangsseitig begonnen aus folgenden. Bauteilen: ein mit dem Detektor 33 des Laserstrahlempfängers verbundenes Treffer/Fehler-Sohieberegister 52, ein Trefferfolge-Auswerter 53, ein mit dem Detektor 33 und dem Laserstrahlsender 24 verbundener Entfernungerechner 54 und ein Entfernungs-Schieberegister Die zwei Schieberegister 52,55 sind mit einem die Trefferwarhscheinlichkeit bestimmenden Tabellenspeicher 56 in ROM-Bauweise verbunden. Dieser Speicher 56 und ein Zufallsgenerator 57 sind an einen Komparator 58 angeschlossen· Der Entfernungsrechner 54t der Zufallsgenerator 57» der Komparator 58 und die zvei Schieberegister 52,55 empfangen Uhrimpulse k, die schubweise von dem Lasersender 24 ausgelöst werden.

Die logische Verarbeitung des simulierten Treffer-Ergebnisses zur Erzielung eines praxisnahen wahrscheinlichen Trefferergebnisses, welches einer Zerstörung oder einem Verfehlen des fliegenden Zieles entspricht, geschieht wie folgt. In Abhängigkeit von der dynamischen Zielverfolgungsgenauigkeit des Geschützes gegenüber¹ dem zentralen

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Visier, von der Schußentfernung und von einer angenommenen zufälligen Plugbahnabweiohung des Geschosses wird jedem registrierten Treffer ein bestimmter "Trefferwert" zugeordnet· Diese "Trefferwerte" sind ein Maß für die Wahrscheinlichkeit, daß ein einziger Laserstrahltreffer sich als effektiver Treffer im Ziel ausweist« Jeder der registrierten Treffer wird dann einer den Zufall berücksichtigenden Behandlung unterworfen, bei der man den "Trefferwert¹¹ verwendet, um das wahrscheinliche Trefferergebnis des gesamten Schießens zu erhalten·

Vie eine solche Logik-Schaltung arbeitet, soll nun ausführlich anhand dar Pig· 12 bis 15 beschrieben werden· Biese Figuren zeigen als Beispiel Daten eines Laserirapulsschießens mit einer Salve von vierundzwanzig Schuß· Die Spalte T/B gibt an, ob ein Laserimpulstreffer T erzielt wurde oder ob sich ein Fehlschuß B ergab· In der nachfolgenden Spalte R befindet sich in Falle eines Treffers die Zielentfernung. Die Information T/B wird in das Schieberegister 52 und die Zielentfernung in das Entfernungsregister 55 eingegeben· Die Entfernung R wird im Entfernungerechner 54 berechnet aufgrund der verstrichenen Zeit zwischen Aussendung und Empfang eines bestimmten Lichtimpulses. Aufgrund der Schießfrequenz k wird jedem Schuß eine

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Sehußnummer η zugeordnet, die dazu dient, diesen Schuß in der Logikschaltung zu identifizieren. Die im T/B-Register 52 gespeicherte Information erlaubt eine Überprüfung der Trefferfolgen vor und nach einem jeden !Treffer der Salve. Diese Überprüfung geschieht im Trefferfolge-Auswerter 53 f welcher die !Drefferfolge vor und hinter einer bestimmten Schußnummer berücksichtigt und für alle Treffer der abgeschossenen Salve einen Trefferbildwert f bestimmt. In diesem Zusammenhange ist auf so viele benachbarte Schüsse Rücksicht zu nehmen, wie es der Zeitkonstanten der von der Instrumentenzentrale 4 normalerweise durchgeführten Vorhalteberechnung entspricht, wenn man diese mit der Schußfrequenz k multipliziert. In Pig. 13 ist dargestellt, wie man bei einer Zeitkonstanten von 0,75 Sekunden und einer Schußfrequenz k gleich vier Schüsse pro Sekunde den Trefferbildwert f für den Schuß Nr. 17 bestimmt, indem man die mitwirkende Schußbildwerte Af der drei davor liegenden und der drei nachfolgenden Treffer addiert.

Zur gleichen Zeit, zu der man den Trefferbildwert gewinnt, bestimmt man auch für jeden Treffer der Schußfolge die Entfemungseahl a. Dies geschieht in dem Entfernungsschieberegister 55 mit Hilfe einer Tabelle gemäß Fig. 14» die in das Register einprogrammiert ist.

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Mit Hilfe des errechneten Trefferbildwertes f und der Entfernungszahl a wird für jeden der !Treffer mit dem Tabellenspeicher 56 ein Trefferwert P bestimmt* Bio Tabelle des Speichere 56 ist in der Fig. 15 wiedergegeben. Der Trefferwert P ist eine Zahl zwischen 0,00 und 1,00, er dient als HaS für die Wahrscheinlichkeit, daß ein bestimmter Idchtimpulstreffer. tatsächlich einem realistischen Treffer im Ziel entspricht. I¹Ur jede Kombination von Trefferbildwerten f und Entfernungszahlen a ist im Tabellenspeicher ein Trefferwert P festgelegt. Diese Tabelle berücksichtigt die -vorerwähnten drei hauptsächlichen Unterschiede «wischen eine» simulierten Schießen und einem Scharfschießen· Die Tabelle der Fig· 15 basiert auf einer normalen Verteilung der Schußbahnabweichungen, einer bekannten kreisförmigen Zielfläche und auf den Abmessungen der Lichtimpulskeule· Ferner geht die Tabelle aus von einer angenommenen linearen Abhängigkeit zwischen der Bittleren Schußentfernung und dem Trefferbildwert· Die Abhängigkeit zwischen dem Trefferbildwert und dem Fehlechuß-Abstand ist so gewählt, daß ein Trefferbildwert "7" einem Pehlachußabstand Null und ein Trefferbildwert "O" einem Pehlschußabstand vom Durchmesser der Lasekeule entspricht·

Der Zufallsgenerator 57 ist so ausgelegt, daß bei einer gleichförmigen Verteilung der Wahrscheinlichkeit ein

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Zufallswert S zwischen p,00 und 1,00 erzeugt wird. Dieser Zufallswert S wird mit dem Trefferwert P in dem Komparator 58 verglichen. Palls P gleich oder größer als S iet, gilt der Laserimpulstreffer als wahrscheinlicher effektiver Treffer im Ziel, so daß dieser Treffer in der Spalte T am rechten Rand der Tabelle der Figur 12 die Ziffer 1 erhält· PUr jeden Schuß, dessen P-Wert geringer ist als der Zufallswert S, erscheint in der Spalte V eine Null. Bei dieser Zufallsbehandlung mit Vergleich erhält man für einige Laser!mpulstreffer eine genau so hohe Wahrscheinlichkeit für realistische Treffer (V=1) wie es dem SCrefferwert P entspricht. Das vorgeschilderte Verfahren ist aber wesentlich besser, weil anderenfalls die Auswertung von Treffern bei großen Schußentfernungen ungünstiger würde.

Das durch die logische Datenverarbeitung der Treffer/ Pehler-Registrierung gewonnene Ergebnis wird vorzugsweise zu Überwaohungszwecken so aufgezeichnet, wie es die Pig.12 wiedergibt. Der Ausgang der Logikschaltung 34- läßt sich dann an einem geeigneten Drucker anschließen·

Ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, läßt sich die logische Verarbeitung der simulierten Treffer/Pehler-Ergebnisse auch auf andere Art durchführen· Bei einer

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abgewandelten Aueführungsform werden die Trefferwerte 3?

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einer simulierten Schußfolge addiert, anstatt^ wie vorstehend beschrieben, einer Zufallsbehandlung zu unterziehen· In diesem Falle lcann man dann die Trefferwertsumme unmittelbar als Schätzwert verwenden, da diese Summe das Äquivalent der statistischen Erwartung für die Anzahl der real zu erwartenden freffer im Ziel ist.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist erkennbar, daß die besondere Auswertung der simulierten Trefferergebnisse und insbesondere die Errechnung der Wahrscheinlichkeit eines realistischen Treffers sehr wichtig für die Ausbildung von Bedienungsmannschaften von üuftabwehrbatterien ist, da erst diese Auswertung dazu führt, daß alle wesentlichen Pakten eines simulierten Schiessens tatsächlich mit gleicher Genauigkeit und Effizienz ausgeführt werden wie bei einem Scharfschießen·

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Claims

-. 29 - Patentansprüche

1. Verfahren zum Durchführen von Schießübungen mit Plugabwehrgeschützbatterien gegen fliegende Ziele mit simuliertem Feuer, wobei die Plugabwehrgeschützbatterie aus einem oder mehreren Geschützen besteht, die aus einer abgelegenen, mit zielverfolgendem Zentralvisier versehenen Instrumentenzentrale, die bezüglich der Geschütze bei den Schießvorbereitungen genau vermessen wurde, Signale für Servosteuerungen empfangen, mit denen die Geschütze auf den nahe beim fliegenden Ziel liegenden Vorhaltepunkt gerichtet werden, welcher in der Instrumentenzentrale kontinuierlich von einer Rechenanlage bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenanlage (4a) den Torhaltepunkt (Pfp) so berechnet, daß er ständig auf dem auf dem Ziel (7) liegenden Zielpunkt (Pp) des Zentralvisiers liegt, daß das Schießen durch Aussenden von Laserimpulsfolgen (29) vom Geschütz (1) zum Ziel (7) simuliert wird, die für jeden Schuß aus einer zuvor festgelegten Anzahl von Laserimpulsen (30) bestehen,und daß die verglichen mit dem Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schüssen kurze Impulsfolgen (29) vom Ziel (7) zum Geschütz (1) reflektiert und dort empfangen werden, um das Trefferergebnis aus der Anzahl der vom Ziel (7) empfangenen Laserimpulse zu bestimmen.

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2· Vorrichtung zur IjnrchfUhrung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenanlage (4a) der Instrumentenzentrale (4), welche normalerweise beim Scharfschießen den Vorhaltepunkt (Ffp) errechnet, Schaltmittel (50) enthält, um beim simulierten Schießen mit einer konstanten Geschoßflugzeit gleich Null zu rechnen, daß neben jedem Geschützlauf (9) ein durch die Abzugsvorrichtung (28) zu aktivierender Lasersender (24) und ein zugehöriger Laaerempfanger (26) angeordnet sind, daß die optischen Achsen von Sender (24) und Empfänger (26) parallel zum Geschützlauf (9) in Schießrichtuni; zeigen und daß am Ziel (7) Reflektoren (31) angeordnet sind, die das einfallende Laeerlicht in Einf ausrichtung reflektieren.

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