DE2912586C1 - Verfahren zur Berechnung des Vorhaltes fuer die Abwehrwaffen eines Flugabwehrsystems - Google Patents
Verfahren zur Berechnung des Vorhaltes fuer die Abwehrwaffen eines FlugabwehrsystemsInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Berechnung des Vorhaltes für die Abwehrwaffen eines
Flugabwehrsystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Verfahren geht aus dem
Stand der Technik hervor.
In einer Feuerleiteinrichtung für Flugabwehrsysteme kommt dem Vorhalterechner eine besondere
Bedeutung zu. Das Problem der Vorhalterechnung besteht darin, die Waffe so zu richten, daß sich Ziel
und Geschoß zur selben Zeit am selben Ort treffen. Wie in Fig. 1 zur Erläuterung der Berechnung des
Treffpunktvektors dargestellt, muß zur Bestimmung dieses Treffpunktvektors rT neben den Zieldaten, die
ein Sensor liefert, die von der Ballistik des Geschosses abhängige Geschoßflugbahn berücksichtigt werden.
Zur rechnerischen Ermittlung des Vorhaltes können folgende zwei Gleichungen aufgestellt werden:
l-TT = Tu+VZiEL-Tf (1)
2- Tf = fbett (rT) oder 7T = föu (Tf) (2)
In Gleichung 1 bedeuten 7M = Meßpunktvektor,
vziEL = Zielgeschwindigkeit, 2} = Geschoß-Flugzeit
(unbekannt).
Die Gleichung 2 stellt eine empirisch ermittelte, nichtalgebraische Funktion dar. Die Auflösung des
Gleichungssystems (1) und (2) kann daher mathematisch nur durch eine Iterationsrechnung erfolgen.
Im Vorhalterechner können zur Lösung der Gleichungssysteme I und 2 Analog- oder Digitalrechner
eingesetzt werden. Bei Anwendung eines Analogrechners wird im allgemeinen eine Vergleichsschaltung mit
Servosystem verwendet. Dabei bildet eine Welle des Rechners die Geschoß-Flugzeit nach. Ein Signal, das
aus der Differenz der Treffpunktvektoren nach Gleichung 1 und 2 gewonnen wird, treibt die Welle so
lange an, bis die richtige Geschoß-Flugzeit ermittelt ist.
Bei Verwendung eines Digitalrechners erfolgt die
Bei Verwendung eines Digitalrechners erfolgt die
κι Lösung in der Regel nach dem Iterationsverfahren.
Eine Schwierigkeit hierbei ist jedoch die erforderliche kurze Rechenzeit, die durch die Notwendigkeit des
Echt-Zeit-Betriebs entsteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Feuerleiteinrichtung der eingangs genannten Art eine
Bestimmung des Vorhaltes nach einem abgewandelten Iterationsverfahren mit erheblich verkürzter Rechenzeit
zu ermöglichen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit den Merkmalen nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit den Merkmalen nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Von den in «-parallelen Rechenvorgängen vorgegebenen Werten der möglichen Geschoß-Flugzeit wird
jeweils diejenige als der wahren Geschoß-Flugzeit am naheliegendsten angesehen, die bei der Differenzbildung
der Ergebnisse aus den beiden Gleichungen des Gleichungssystems gegenüber den Differenzwerten
aus. den anderen Rechen vorgängen den kleinsten Wert liefert. Nachstehend sind zur Ermittlung der Geschoß-Flugzeit
eine Gleichung (3) aus η Gleichungssystemen (1), (2) angegeben und jeweils die Differenz
Ar der beiden Ergebnisse jedes Gleichungssystems gebildet.
rT\\ =rM+ VZial'Tfi
rT2\ =fb~ll
rT\n =rM~t~ VZiel'
rT2n=fb~all(Tf„)
-Tr20)= Ar1
= Ar1
-Tr21) = Arn
Von den η durch zeitgleiche Rechnungen erhaltenen
η Ergebnissen Ar1 wird der kleinste Wert Ar1 min
bestimmt. Der mit der Geschoß-Flugzeit Tfi, die zu
dem Ergebnis Ar1 min führte, errechnete Treffpunktvektor
rTi wird zur Vorhaltbestimmung verwendet.
Um die Anzahl der notwendigen parallelen Rechenstufen möglichst klein zu halten, wird gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung aus den Ziel-Daten 7M und TM ein Näherungswert für die
Geschoß-Flugzeit ermittelt, der zur Gewinnung der
benötigten verschiedenen Geschoß-Flugzeiten für die parallelen Rechenstufen durch einen additiven Wert
± mAt variiert wird.
Dabei sollte der Wert At so gewählt sein, daß
At = 2 ε ist, wobei mit ε der zumutbare Fehler gegen-
über der wahren Geschoß-Flugzeit bezeichnet ist und
m die Werte m = 0,1,2
1 !annimmt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der F i g. 2 näher erläutert.
In der Fi g. 2 ist ein Blockschaltbild eines Feuerleitrechners
dargestellt. Die von einem nicht dargestellten Sensor gelieferten Flugobjekt-Positionsdaten 7M und
rM gelangen parallel an eine Stufe 1 zur Koordinatentransformation
und zur Geschwindigkeits- und Beschleunigungsrechnung, an eine Stufe 2 zur näherungsweisen
Bestimmung der Geschoß-Flugzeit 7}„ sowie an den Eingang einer Anzahl von η Recheneinheiten
Dl, Dl...Dn. In den Recheneinheiten werden die Vorhalt- und Ballistikrechenoperationen durchgeführt.
Die Recheneinheiten sind eingangssei tig außerdem mit dem Ausgang der Stufe 1 verbunden. An einem
weiteren Eingang der Recheneinheit Dl wird die näherungsweise ermittelte Geschoß-Flugzeit aus
Stufe 2 zugeführt. Dementsprechend erhalten die Recheneinheiten Dl...Dn über je eine Additionsstufe
AsI, AsI...Asn eine variierte Geschoß-Flugzeit
(Tp ± 1,2,..JtAt).
Von den Ausgangswerten jeder der Recheneinheiten werden Differenzwerte ArI, ArI...Arn gebildet,
die gemeinsam in eine als Selektor arbeitende Stufe 3 zur Minimumbestimmung eingegeben werden. Über
einen von der Stufe 3 gesteuerten Schalter S wird der Ausgangswert derjenigen Recheneinheit Dl, Dl...Dn
für die endgültige Berechnung des Geschützwinkels ausgewählt, der zur Bildung des kleinsten Differenzwertes Ar geführt hat. Die für die Ausrichtung der
Waffe erforderlichen Signale werden in der Stufe 4 gebildet.
Die nach dem Selektionsprinzip arbeitende be-
Die nach dem Selektionsprinzip arbeitende be-
K) schriebene Einrichtung zur Vorhaltberechnung benötigt gegenüber dem Iterationsverfahren erheblich weniger
Rechenzeit. Der parallele gleichartige Aufbau der Recheneinheiten Dl, Dl...Dn verleiht zudem einem
Feuerleitrechner, der nach dem beschriebenen Prinzip arbeitet, eine inhärente Redundanz, d. h., der
Ausfall eines oder mehrerer der η Digitalrechner verringert im ungünstigen Fall nur die Rechengenauigkeit.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
- Leerseite -
Claims (2)
1. Verfahren zur Berechnung des Vorhaltes für die Abwehrwaffen eines Flugabwehrsystems aus
der Geschoß-Flugzeit mit einem Digitalrechner unter Anwendung eines durch Iterationsrechnung
lösbaren Gleichungssystems zur Treffpunktvektor-Bestimmung, das die fortlaufend aus den
Echosignalen eines Folgeradars gewonnenen Zieldaten und die Ballistik des Geschosses berücksichtigt,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichungssystem (I5 2) in einem Parallelverfahren
mit unterschiedlichen Werten der unabhängigen variablen Geschoß-Flugzeit (TF) durch zeitgleiche
Rechenoperationen in mehreren (n) selbständigen Recheneinheiten (Z)I, D2.:.Dn), bestehend
aus je einem Vorhalt-und Ballistikteil bzw. Programmteil, gelöst wird, wobei diejenige Geschoß-Flugzeit
(Tp), die bei der zeitgleichen Lösung des Gleichungssystems und nachfolgender
Differenzbildung als Ergebnis den kleinsten Wert liefert, für die Vorhaltbestimmung verwendet
wird.
2. Feuerleiteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Durchführung
der zeitgleich erfolgenden Rechenoperationen aus den Zieldaten ein Näherungswert für die Geschoß-Flugzeit
(Tf0) ermittelt wird, der durch einen additiven Wert ± mA t variiert wird, wobei der Wert
At = 2εgewählt ist; darin bedeuten m = 0,1,2...
(j — 1 ) und ε = zumutbarer Fehler zwischen
wahrer Geschoß-Flugzeit und der nach diesem Verfahren ermittelten Geschoß-Flugzeit Tf1.
Priority Applications (5)
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DE2912586A DE2912586C1 (de) | 1979-03-30 | 1979-03-30 | Verfahren zur Berechnung des Vorhaltes fuer die Abwehrwaffen eines Flugabwehrsystems |
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Family Applications (1)
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IT (1) | IT1130704B (de) |
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Title |
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