DE2746534C2 - Verfahren zur Simulation eines beweglichen Zieles - Google Patents

Description

5. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß zur Simulation eines Annäherungszünders die durch die Ellipse vorgegebene Zielfläche um ein vorgebbares Maß vergrößert wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1, wobei dieses Verfahren zur Zielsimulation insbesondere bei der Ausbildung von Richtschützen an Maschinenkanonen bei der Luftzielbekämpfung zur Anwendung gelangt.

Aus der US-PS 28 71 578 ist ein Simulator für das Schießtraining von Flugzeugpiloten bekannte geworden, bei dem auf einer Kathodenstrahlröhre im Gesichtsfeld des Piloten ein gegnerisches Flugzeug in einer vorgegebenen Umwelt abgebildet wird. Aufgabe des auszubildenden Piloten ist es, durch entsprechend über den Steuerknüppel ausgelöste Signale das gegnerische Flugzeug in der Mitte der Kathodenstrahlröhre zu zentrieren. In diesem Fall wäre eine starr eingebaute Bordwaffe auf das gegnerische Ziel gerichtet. Die Abbildung der Gefechtssituation auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre erfolgt, indem mit jeweils einer Aufnahmeröhre das Modell einer Umwelt und das Modell eines gegnerischen Flugzeuges aufgenommen wird und beide Bilder auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre überlagert werden. Zur Erzeugung verschiedener, der Gefechtssituation angepaßter Silhouetten, muß bei dem bekannten Simulator das Modellflugzeug in einem Kardanrahmen aufgehängt und durch zugeordnete Antriebe vor der Aufnahmeröh- -, re entsprechend bewegt werden. Darüber hinaus sind bewegliche Schlitten vorgesehen, um die Entfernung der Aufnahmeröhre in bezug auf das Modellflugzeug verändern zu können. Die simulierte Bekämpfung verschiedener Flugzeugtypen bedingt die Verwendung ίο entsprechender Modelle in dem Kardanrahmen.

Ferner ist aus der DE-OS 21 28 961 eine Einrichtung zum Oben des Schießens mit Lenkwaffen bekanntgeworden, bei der das Bild einer Landschaft und eines sich darin bewegenden Zieles auf mindestens einem Fernsehmonitor dargestellt werden. Zu diesem Zweck sind ein Zielbildspeicher, der neben dem Zielbild den Ablauf der Zielbewegung speichert und ein Landschaftsbildspeicher, der die Darstellung der Landschaft speichert, vorgesehen und beide Speicher sind über einen Bildmischer mit dem Fernsehmonitor verbunden. Über einen Rechner können die Winkelwerte der Visierlinie nach Azimut und Elevation mit den entsprechenden Positionsdaten des Zielbildes verglichen werden und es kann beispielsweise das Zielbild bei erfolgreich ausgeführter Richtbewegung auf dem Fernsehmonitor eliminiert werden.

Auch bei dieser bekannten Einrichtung müssen mit einei Videokamera entweder Modelle oder echte Ziele gefilmt und zusammen mit den Bewegungsdaten durch jo einen Videorecorder gespeichert werden. Im Interesse einer möglichst wirklichkeitsgetreuen Darstellung muß ein erheblicher Aufwand getrieben werden.

Ausgehend von diesem bekannten Simulator ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren J5 anzugeben, bei dem ein bewegliches Ziel in einfachster Weise simuliert werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß dem im Anspruch 1 gekennzeichneten erfindungsgemäßen Verfahren. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen tu Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sei die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschema einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

F i g. 2 ein die Eingabe der Daten der Flugzielbahn veranschaulichendes Diagramm.

Gemäß den Fig. 1 und 2 erfolgt die Simulation des Anflugprofils eines Zieles Zbezogen auf den Standort A der Waffe 8 und die Position O des zu verteidigenden Objekts rein rechnerisch, indem die in ein Skizzenblatt 1 eingetragenen Koordinaten des Standorts A der Abwehrwaffe, der Position O des zu verteidigenden Objekts und einiger charakteristischer Punkte des « Flugbahnprofils Fdes Zieles Zuber ein Ein/Ausgabegerät 2 in einen Prozeßrechner 4 eingegeben werden. Wie aus Fi g. 2 näher ersichtlich, werden in einer Grundrißskizze die Koordinaten des von der Abwehrwaffe zu verteidigenden Objekts, des Standorts der Abwehrwafbo fc sowie ein typische:. Anflugprofil eines angreifenden Ziels festgelegt. Zu diesem Profilgrundriß werden anschließend die Flughöhen hinsichtlich einiger weniger diskreter Punkte der Flugbahn festgelegt Die Festlegungen erfolgen einfach und manuell, weswegen sie jederzeit geändert und anderen Übungsforderungen angepaßt werden können. Auch die Darstellung von mehreren Waffen, Objekten und Zielen gleichzeitig ist ohne weiteres möglich.

Aufgrund dieser wenigen Stützwerte, die über die Tastatur des Ein/Ausgabegerätes 2 in den Prozeßrechner 4 eingegeben werden, kann durch diesen in einer Polynomberechnung das Flugbihnprofll berechnet werden. Gibt man zudem dem Prozeßrechner 4 einen wählbaren Fluggeschwindigkeitsvektor vor, so ist dieser in der Lage, den momentanen Ort des Flugziels längs des zuvor ermittelten Anflugprofils zu errechnen. Es liegt auf der Hand, daß diese verhältnismäßig einfachen Rechnungen in Echtzeit durch den Prozeßrechner 4 ι ο durchführbar sind, wobei die Anflugprofile mehrere Ziele gleichzeitig berechnet werden können.

Wie aus Fig. 1 erkennbar, sind auf einer Abwehr-Maschinenwaffe 8 ein Visier 7 und eine Kathodenstrahlröhre 6 hinteteinander angeordnet. Die Anordnung von Kathodenstrahlröhre 6 und Visier 7 ist so getroffen, daß beide auf der gleichen Achse liegen und der Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 6 mit der Umrißlinie eines Kegels zusammenfällt, der durch cen öffnungswinkel des Visiers gebildet wird.

Die Waffe 8 kann nach Höhe und Seite mit einem nicht dargestellten Richtgriff gerichtet werden. Da die Richtgriffsignale bei Waffen normalerweise Geschwindigkeitssignale sind, können diese in den Rechner eingegeben und von diesem durch Integration in den Azimut- und Elevationswinkel der Visierlinie umgesetzt werden. Es liegt auf der Hand, daß das oder die Flugziele entlang ihrer Flugbahn von dem Visier aufgefaßt werden, wenn der momentane Ort des Flugzieles im Innern des Visierkegels liegt, was sich sehr leicht aus dem Vergleich der Azimut- und Elevationswinkel des Ziels mit den entsprechenden Werten der Visierlinie ermitteln läßt.

Der Azimut- und Elevationswinkel der gerichteten Waffe 8 läßt sich ebenfalls durch Winkelcodierer 10 und j5 9 erfassen, die mit der Seiten- und Höhenrichtachse gekoppelt sind. Diese Richtwerte ebenso wie das Signal eines Feuertriggers Il werden dem Prozeßrechner 4 zugeführt.

Der Prozeßrechner 4 hai im wesentlichen folgende Berechnungen durchzuführen: Einmal errechnet er aufgrund der eingegebenen Siützwerte das Anflugprofil des Zieles Z Zum anderen ist er in der Lage, die Leuchtspur der ausgelösten Geschoßgarben aufgrund der über die Geber erfaßten Schuß-Abgangswinkel, der Munitionsdaten und der vorliegenden ballistischen Parameter in Echtzeit zu berechnen. Der Verlauf des Zieles Z ebenso wie der Geschoßflugbahn, der am Ausgang des Rechners 4 in Form von Digitalsignalen vorliegt, wird von einem Darstellungsgerät 5 in w Videosignale umgesetzt und auf der Kathodenstrahlröhre 6 zur Darstellung gebracht. Der Rechner 4 hat weiterhin die Funktion, eine Ergebnisrechnung durchzuführen, bei der die Zielflugbahn mit de" Geschoßflugbahn verglichen wird und die Ablage des Schusses berechnet wird. Dieses Ergebnis kann beispielsweise auf einem Schnelldrucker 3 ausgedruckt werden. Der Schnelldrucker 3 ebenso wie das Ein/Ausgabegerät 2 befinden sich vorzugsweise am Ort einer -Xusbiiderperson.

Ordnet man in der dargestellten Weise vor einem echten optischen Visier eine Kathodenstrahlröhre so an. daß ihr Mittelpunkt auf der Visierlinie üegt und ihre Peripherie mit dem Kegelmantel des Gesichtsfeldes der Optik zusammenfällt, so werden alle Darstellungen auf dieser Kathodenstrahlröhre als in den optischen Kegel des Visiers eingedrungene Objekte angesehen. Im dargestellten Fall wird daher der Rechner 4 die Durchdringung des simulierten Flugzteles mit dem Öffnungskegel des Visiers berechnen und die Koordinaten des Zieles in bezug auf die Kegelachse, d. h. die Visierlinie, ermitteln. Mit diesen Werten kann der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre an der richtigen Stelle auf dem Bildschirm positioniert werden und er bewegt sich entsprechend dem Flugweg des Zieles sowie entsprechend den Richtbewegungen der Waffe.

Das Zitl kann in einfacher Weise als Ellipse dargestellt werden, wobei diese Ellipse zunächst entsprechend der Zielposition durch den Rechner an der richtigen Stelle positioniert w<rd und wobei die Halbachsen der Ellipse vom Rechner entsprechend der Zielentfernung gesteuert weiuen. Hierdurch läßt sich dem Ziel gleichzeitig eine Zielfläche zuordnen, die für die Schußsimulation von Bedeutung ist.

Die sich dem auszubildenden Schützen beim Durchblick durch das Visier darbietenden Verhältnisse sind in einem vergrößerten Ausschnitt in Fig. 1 dargestellt. Der Schütze sieht hierbei das Fadenkreuz des Visiers 7 und dahinter den Schirm der Kathodenstrahlröhre 6 mit der sich darauf bewegenden Ellipse des Zieles Z Bei Betätigung des Feuertriggers Il wird zudem die erwähnte Schußbahnberechnung durchgeführt, die mit den gleichen Rechenvorgängen auf das Visier umgerechnet werden kann wie die Zieldarsiellung und damit zur Darstellung einer Leuchtspur Verwendung finden kann.

Da der Rechner die jeweilige Position des Zieles und dessen Fläche kennt, kann bei Durchtritt des oder der Projektile durch die Zieldurchgangsebene ohne weiters auf Treffer oder Fehlschuß entschieden werden. Vergrößert man die rechnerische Zielfläche um ein bestimmtes Maß, so kann auch die Funktion eines Annäherungszünders simuliert werden.

Das rechnerische Verfahren erlaubt schließlich auch die Simulation des Schießens mit einem gelenkten Flugkörper, der durch die üblichen Verfahren entlang der Visierlinie geführt wird, wobei sich die Dynamik der Flugkörper-Lenkregelung ebenfalls durch einen einfachen Rechenvorgang simulieren läßt. Der Flugkörper wird hierbei im allgemeinen als Punkt dargestellt, der beim Abschuß bzw. bei einer Bewegung der Visierlinie beim Richten einem Einschwingvorgang auf die Visierlinie unterliegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Simulation eines beweglichen Zieles, insbesondere eines Flugzeuges, durch Darstellung auf einer Kathodenstrahlröhre im Visierbereich einer Waffe eines auszubildenden Schützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinanten eines vom zu bekämpfenden Ziel (Z) angegriffenen Objektes (O) des Standortes (A) der Waffe (8) sowie einzelner Punkte des Flugbahnprofiles (F) einem Diagramm entnommen und in einen Rechner (4) eingegeben werden, der bei vorgebbarer Fluggeschwindigkeit in Echtzeit den auf der Kathodenstrahlröhre (6) darstellbaren Ort des Zieles ^errechnet

2. Verfahren nach Anspruch 1 mit einer Anordnung der Kathodenstrahlröhre im öffnungswinkel des Visiers, wobei durch den Schützen ausgelöste Richtgriffsignale in den Rechner eingegeben, integriert und in den Azimut- und Elevationswinkel der Visierlinie umgesetzt werden, und wobei diese Werte mit den entsprechenden Azimut- und Elevationswinkeln des Zieles in dem Rechner verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellung des Zieles (Z) auf der Kathodenstrahlröhre (6) erst erfolgt, wenn das Ziel (Z) in dem öffnungswinkel des Visiers (7) liegt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellung des Zieles (Z) in Form einer Ellipse erfolgt, deren Halbachsen vom Rechner (4) in Abhängigkeit von der Zielentfernung von dem Standort (A) der Waffe (8) gesteuert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch die Darstellung einer rechnerisch auf Grund der Richtwerte zum Zeitpunkt der Schußauslösimg und auf Grund der Ballistikdaten ermittelten Leuchtspurbahn auf der Kathodenstrahlröhre (6).